異種星

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異種星

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異種星（いしゅせい、英: exotic star）は、電子、陽子、中性子以外の粒子で構成され、フェルミ縮退の圧力や量子力学的な性質によって重力崩壊と平衡を保っているコンパクト星である。クォークでできたクォーク星やストレンジ物質でできたストレンジ星、さらにプレオンでできたプレオン星等が考えられている。

異種星は理論上の存在であるが、2002年4月10日の人工衛星チャンドラによる観測で、かつては中性子星と考えられていたRX J1856.5-3754と3C 58と名付けられた2つの星がクォーク星の候補であることが発見された。現在知られている物理学の法則に基づくと、前者は計算値よりも少し小さく見え、後者は少し冷たくなっており、これらは中性子よりも密度の大きい物質で構成されている可能性が示唆されている。しかし、これらの観測を懐疑的に見る研究者もおり、結論は得られていない。

クォーク星とストレンジ星

詳細は「クォーク星」を参照

中性子は、それを構成するクォークに分解することがあり得る。この場合、恒星はさらに収縮し、さらに密度が大きくなる。しかし、外部から質量が供給されないと新しい平衡状態に達し、非常に巨大な核子となる。このような仮説的な状態にある恒星はクォーク星と呼ばれる。クォーク星がストレンジ物質を含むと、ストレンジ星と呼ばれる。パルサーRX J1856.5-3754及び3C 58はクォーク星の候補と考えられている。

electroweak star

electroweak starは、恒星の重力崩壊が電弱燃焼、つまり電弱相互作用によってクォークがレプトンに変換する際に放出されるエネルギーによる放射圧により阻止されている理論上の異種星の形態である。この過程は、地球の2倍程度の質量を持つ恒星の核がおおよそリンゴ程度の大きさになった時に起こる^[1]。

恒星がelectroweak starになりうる段階は、理論上は超新星爆発の後である。electroweak starはクォーク星よりも密度が大きく、クォークのフェルミ縮退の圧力が重力に抗しきれなくなった時に形成される。この恒星の状態が続くのは1000万年以内である^[1]。

プレオン星

プレオン星は、プレオンで構成されているコンパクト星の形態である。プレオン星は1cm³当たり10²³kgを超える非常に大きな密度を持つ。これはクォーク星とブラックホールの中間の値である。プレオン星は超新星爆発やビッグバンの結果として生じる。ガンマ線の重力レンズ効果により検出できる可能性があると考えられている。プレオン星は暗黒物質の候補の1つである。しかし、粒子加速の現在の観測からは、プレオン星の存在に否定的な結果が得られている。

一般相対性理論では、恒星がシュヴァルツシルト半径以下に収縮すると、事象の地平面の半径が恒星の半径を上回り、ブラックホールとなる。太陽質量程度の天体では、シュヴァルツシルト半径は3kmであり、太陽質量のプレオン星はこの半径より大きくならない。地球質量程度のプレオン星の半径はテニスボール程になる。

その他

ボソンから構成されるボソン星の存在も提案されている^[2][3]。

脚注

1. ^ ^{a b} D. Shiga (2010年1月4日). “Exotic stars may mimic big bang”. New Scientist. 2010年2月18日閲覧。
2. ^ Small, dark, and heavy: But is it a black hole?, Matt Visser, Carlos Barcelo, Stefano Liberati, Sebastiano Sonego, February 2009
3. ^ How Quantum Effects Could Create Black Stars, Not Holes

出典

• Johan Hansson and Fredrik Sandin, Preon stars: a new class of cosmic compact objects. Phys. Lett. B 616, 1 (2005).
• Johan Hansson, A hierarchy of cosmic compact objects - without black holes. Acta Phys.Polon. B38, 91 (2007). PDF
• Johan Hansson and Fredrik Sandin, The observational legacy of preon stars - probing new physics beyond the LHC.
• J. E. Horvath, Constraints on superdense preon stars and their formation scenarios. Astrophys. Space Sci. 307, 419 (2007).
• Fredrik Sandin, Exotic Phases of Matter in Compact Stars. (2007) PDF
• Article in NatureNews : Splitting the quark. (Nov. 2007)
• “Theorists Propose a New Way to Shine -- And a New Kind of Star: 'Electroweak'”. ScienceDaily (2009年12月15日). 2009年12月16日閲覧。
• “A New Way To Shine, A New Kind Of Star”. SpaceDaily (2009年12月16日). 2009年12月16日閲覧。
• “Theorists propose a new way to shine — and a new kind of star”. Astronomy Magazine (2009年12月15日). 2009年12月16日閲覧。
• “Astronomers Predict New Class of 'Electroweak' Star"”. Technology Review (2009年12月10日). 2009年12月16日閲覧。

外部リンク

• Abstract, Are Q-stars a serious threat for stellar-mass black hole candidates?, Miller J.C., Shahbaz T., Nolan L.A, 1997
• Abstract, No observational proof of the black-hole event-horizon, Marek A. Abramowicz, Wlodek Kluzniak, Jean-Pierre Lasota, 2002
• New Scientist issue 2643, "Could preon stars reveal a hidden reality?", 6 February 2008
• New Scientist issue 2472, "Micro-stars may manage to avoid black-hole fate", 6 November 2008
• De-Chang Dai, Arthur Lue, Glenn Starkman, Dejan Stojkovic (2009). "Electroweak stars: how nature may capitalize on the standard model's ultimate fuel"". arXiv:0912.0520 [hep-ph]。 Bibcode: 2009arXiv0912.0520D
• Tudor Vieru (2009年12月15日). “New Type of Cosmic Objects: Electroweak Stars”. Softpedia. 2009年12月16日閲覧。

表 話 編 歴 恒星
恒星進化論	星形成 前主系列星 主系列星 赤色巨星分枝 水平分枝 漸近巨星分枝 汲み上げ効果 不安定帯 レッドクランプ PG1159型星 惑星状星雲 原始惑星状星雲 高輝度赤色新星 高光度青色変光星 ウォルフ・ライエ星 擬似的超新星 超新星 極超新星 ヘルツシュプルング・ラッセル図
原始星	分子雲 暗黒星雲 ボーク・グロビュール HII領域 若い星状天体 ハービッグ・ハロー天体 林トラック 林の限界線 ヘニエイトラック オリオン変光星 おうし座T型星 オリオン座FU型星 ハービッグAe/Be型星
光度階級 スペクトル分類	極超巨星 黄色極超巨星 超巨星 青色超巨星 黄色超巨星 赤色超巨星 輝巨星 巨星 青色巨星 赤色巨星 準巨星 主系列星（矮星） O B A F G K M 準矮星
特徴のある星	青色はぐれ星 Be星 OB型星 B型準矮星 晩期型星 特異星 Am星 Ap/Bp星 roAp星 水銀・マンガン星 ヘリウム星 強ヘリウム星 炭素星 S型星 バリウム星 CH星 うしかい座λ型星 テクネチウム星 ガス殻星 炭素過剰金属欠乏星
コンパクト星など	亜恒星天体 褐色矮星 白色矮星 中性子星 パルサー マグネター 恒星ブラックホール
仮定義・仮説上の天体	黒色矮星 青色矮星 ヘリウム惑星 準褐色矮星 プラネター 異種星 クォーク星 ボソン星 ダークマター星 Quasi-star ソーン-ジトコフ天体 鉄の星
元素合成	アルファ反応 トリプルアルファ反応 陽子-陽子連鎖反応 ヘリウム・フラッシュ CNOサイクル 炭素燃焼過程 ネオン燃焼過程 酸素燃焼過程 ケイ素燃焼過程 S過程 R過程 フューザー 新星（新星残骸）
内部構造	太陽核 対流層 微視的乱流 太陽型振動 放射層 光球 恒星黒点 彩層 コロナ 恒星風 恒星風バブル 星震学 エディントン光度 ケルビン・ヘルムホルツ機構
特徴	命名 恒星力学 有効温度 運動星団 恒星磁場 等級（絶対等級） 太陽質量 金属量 恒星の自転 UBV色 変化性
恒星系	連星 接触連星 共通外層 多重星 降着円盤 惑星系 太陽系
地球での観測	北極星 等級 見かけの等級 写真等級 視線速度 固有運動 視差 測光標準星
関連項目	惑星 星団 球状星団 銀河 超銀河団 日震学 客星 星座 アステリズム 重力
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