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#쿼크별

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U.S. Navy Hospital Corpsman 3rd Class Cheyenne Farmer, currently assigned to 3rd Battalion, 12th Marine Littoral Regiment, 3rd Marine Division, and a native of Cincinnati, Ohio, poses for a photo in f
천문·천체물리

에너지-운동량 제곱 중력 이론으로 본 전하를 띤 쿼크별: 태양질량 3배 구조 가능성 제시

연구진은 에너지-운동량 제곱 중력(EMSG) 이론에서 섭동적 QCD 보정과 색초전도성, 유한한 기묘쿼크 질량 효과를 반영한 통합 상호작용 쿼크 물질 상태방정식을 적용해 전하를 띤 쿼크별의 평형 구조를 분석했다. 수정된 톨먼-오펜하이머-볼코프 방정식을 푼 결과, 전하가 있으면 중성 상태보다 최대 질량과 반지름이 크게 늘어나며, 강한 음의 결합과 큰 상호작용 세기에서는 질량이 태양질량의 약 3배, 밀집도 비율은 0.34 수준에 이르러 GW190814의 동반 천체 질량 범위에 들어간다. 또한 전하가 있으면 최대 질량에서의 중심 밀도가 약 10~15% 낮아지면서도 인과율 조건은 그대로 충족된다. 연구진은 PSR J1614-2230, J0348+0432, J0740+6620, J0952-0607 및 최근 NICER 반지름 측정 결과와 비교해 넓은 매개변수 영역에서 현재의 천체물리학적 관측 제약과 부합한다고 밝혔다.

arXiv astro-ph.HE (고에너지)

천문·천체물리

섭동 QCD로 계산한 뜨거운 쿼크별의 안정성과 구조 특성

연구진은 쿼크 질량 효과를 섭동적으로 포함해 유한 온도에서 강한결합상수 $\alpha_s$의 $\mathcal{O}(\alpha_s)$ 차수까지 보정한, 맥스웰 관계식을 만족하는 기묘 쿼크 물질(SQM) 상태방정식을 제시했다. 유한 온도 섭동 QCD 보정을 적용한 결과 SQM 배열이 절대 안정성 영역 안에 들어왔고, 바리온당 평형 에너지가 가장 강하게 결합된 원자핵인 철보다 낮게 나타났다. 이 상태방정식은 1.4 태양질량을 넘는 밀집성을 지지하며, 백(bag) 상수 값에 따라서는 2 태양질량 이상도 가능해 펄서 및 중력파 관측에서 얻은 현재의 천체물리학적 제약과 부합한다고 저자들은 밝혔다.

arXiv astro-ph.HE (고에너지)

Constituent Image for Jupiter/Ganymede Compass and Scale Image Credits NASA, ESA, and E. Karkoschka (University of Arizona)
천문·천체물리

중성자별인가 쿼크별인가 — 다중신호 관측으로 본 조밀천체의 정체

연구진은 비모수 가우스 과정 회귀로 구성한 물리 비의존적 상태방정식을 이용해 GW170817과 PSR J0740+6620, PSR J0030+0451, PSR J0437-4715, PSR J0614-3329 관측 자료를 섭동 QCD·카이랄 유효장론 계산과 함께 베이즈 추론했다. 체계적 베이즈 모형 선택 결과, 중성자별과 기묘 쿼크별(SQS)이 공존하는 '두 계열(two-family)' 시나리오가 가장 선호됐으며, 모든 조밀천체를 up-down 쿼크별로 보는 경우 대비 베이즈 인자는 6.1이었다. 이 경우 PSR J0740+6620은 SQS로, GW170817의 두 천체를 포함한 나머지 다섯 조밀천체는 중성자별로 선호됐고, 정적 조밀천체의 최대 질량은 68% 신뢰구간에서 중성자별 1.72(+0.18/-0.16) 태양질량, SQS 2.63(+0.36/-0.31) 태양질량으로 추정됐다. 논문은 이 결과가 위튼 가설이 말하는 기묘 쿼크물질의 절대 안정성을 뒷받침할 수 있는 천체물리학적 근거가 될 가능성을 제시한다고 밝혔다.

arXiv astro-ph.HE (고에너지)

Radio telescopes at the Mullard Radio Observatory just outside Cambridge
천문·천체물리

자기형 러브 수, 쿼크별과 중성자별 구분 지표로 제시

아직 발견되지 않은 가상의 천체인 쿼크별(QS)은 반지름-질량 평면에서 중성자별(NS)과 겹칠 수 있어 조밀도만으로는 구분이 어렵다. 연구진은 두 천체의 조석 특성을 분석해, 전기형 러브 수는 질량과 반지름이 비슷할 때 구분에 충분하지 않은 반면 자기형 러브 수는 견고한 구분 지표가 된다는 점을 확인했다. 또한 쌍성 병합에서 나오는 중력파가 원리적으로 쿼크별과 중성자별의 차이에 민감할 수 있음을 제시했다.

arXiv astro-ph.HE (고에너지)