V třetím čísle Kozmosu vyšel krátký příspěvek "Nová forma hmoty!!!". Dovolil bych si k němu mít několik upřesňujících poznámek. Nejdříve bych ujasnil názvosloví. V příspěvku se mluví o čisté "kvarkové hmotě". Ve skutečnosti by se v daném případě jednalo o směs kvarků a gluonů, pro kterou se vžilo označení "kvark-gluonové plazma". Hvězdy složené z kvarků a gluonů, které se v příspěvku označují jako "kvarkové hvězdy" se někdy, a řekl bych častěji, označují jako "podivné hvězdy".

Kvark-gluonové plazma není za normálních podmínek stabilní a mohlo by se vyskytovat jen za velmi vysokého tlaku v nitru neutronových hvězd. Podle některých teorií by však mohl existovat stabilní objekt, který by byl celý složený pouze z kvark-gluonového plazmatu. Ovšem pouze v případě, že by toto plazma obsahovalo kromě "normálních" nejlehčích kvarků "u" a "d" (z nich se skládají protony i neutrony) i výraznou příměs "podivného" kvarku "s". Jednalo by se tedy o podivné kvark-gluonové plazma a tedy i o podivné hvězdy složené z něho. Podrobný článek o vlastnostech podivných hvězd jsem publikoval v Kozmosu číslo 3 z roku 1999 (pokud k tomuto číslu nemáte přístup, můžete si článek přečíst na této adrese http://hp.ujf.cas.cz/~wagner/popclan/podivne/podivne.html).

Tam je popsána i řada metod jak odlišit podivnou hvězdu od neutronové. Nalezení a bezesporná identifikace podivné hvězdy by byla opravdu dalekosáhlým objevem. Prokázání existence normálního kvark-gluonového plazmatu bylo ohlášeno v roce 2000 v mezinárodním ústavu CERN v Ženevě (viz. můj článek v Kozmosu č. 2 z roku 2000) a je dále potvrzováno současnými experimenty na urychlovači RHIC v americké laboratoři v Brookhavenu. O jeho vlastnostech však toho zatím mnoho nevíme a existence podivného kvark-gluonového plazmatu ve stabilní formě je zatím stále pouze hypotetická. Jeho prokázání formou důkazu existence podivných hvězd by byl ohromný objev.

Proto je velmi zajímavá zpráva J. Drakeho o pozorování dvou podezřelých objektů považovaných doposud za neutronové hvězdy, která je rozebírána v komentovaném příspěvku. Pozorování však bohužel nejsou tak nesporná, jak by se mohlo z příspěvku zdát.

Pozorování učiněná rentgenovou družicí Chandra naznačují, že poloměr objektu RX J1856.5-3754 je okolo čtyř kilometrů. Neutronová hvězda s tak malým poloměrem nemůže existovat a pozorování by naznačovala, že jde o podivnou hvězdu s hmotností okolo 0.4 hmotností Slunce (viz. graf v uvedeném článku o podivných hvězdách v Kozmosu z roku 1999). Protože se jedná o dosti vzdálený osamělý objekt, je určování poloměru a hmotnosti problematické. Již minulý rok byl J.A. Ponsem na základě pozorování družicemi ROSAT, EUE a Hubblova teleskopu určen poloměr tohoto objektu na 6 km. Tato hodnota však byla nedávno revidována na základě nového měření paralaxy. Nově určená vzdálenost k tomuto objektu naznačovala, že jeho poloměr je 15 km.

Objekt 3C58 je pozůstatek po supernově podobný Krabí mlhovině. Supernova SN1181 byla pozorována v Číně a Japonsku v roce 1181, takže dobře známe dobu jeho vzniku. Poměrně nedávno byl v jeho středu objeven mladý pulsar J0205+6449 s periodou 65 ms. P. Slane pozoroval pomocí družice Chandra vyzařování mlhoviny obklopující pulsar a studoval interakci mezi pulsarem a mlhovinou. Podle této práce jsou dána velmi přísná omezení na možné tepelné vyzařování pulsaru a jeho teplota nemůže být větší než 1 000 000 K. Na počátku své existence ztrácí pulsar energii a ochlazuje se hlavně díky vyzařování neutrin. Ovšem produkce neutrin je velmi silně závislá na vnitřním složení pulsaru. Pokud pulsar J0205+6449 opravdu vznikl při výbuchu supernovy SN1181, je jedním z nejmladších v Galaxii. Za tak krátkou dobu by se normální neutronová hvězda nedokázala ochladit na tak nízkou teplotu. V případě podivné hvězdy by to možné bylo. Jak bylo uvedeno, vše je založeno na pozorování celé soustavy pulsaru a mlhoviny okolo něho. Existují různé modely přenosu tepla mezi pulsarem a mlhovinou a chladnutí takového systému. Některé z nich dokáží pozorovaná data vysvětlit i pomocí klasické neutronové hvězdy.

Objevení podivných hvězd by bylo velice atraktivní a jako člověka zabývajícího se experimentálním výzkumem právě i kvark-gluonového plazmatu by mě velice potěšilo. Myslím však, že si na jejich nesporné prokázání budeme muset ještě chvíli počkat. Pokud má někdo zájem o podrobnější informace, ze kterých jsem čerpal, lze je nalézt v dole uvedené literatuře (dostupná na internetu například vyhledávačem internetových stránek CERNu).
 

Literatura:

J.J. Drake et al: Astro-ph/0204159
J.A. Pons et al: Astrophys.J. 564(2002)981 (Astro-ph/0107404)
E. S. Fraga et al: Nucl. Phys. A702(2002)217
D. Gondek-Rosinska et al: Astro-ph/0206470
P. Slane et al: Astro-ph/0204151