کوارک‌ها که به‌همراه لپتون‌ها (الکترون و فامیل‌هایش) بنیادی‌ترین واحدهای سازنده تمام مواد هستند، بسیار اسرارآمیز و خجالتی‌اند؛ آن‌قدر خجالتی که خود را تنها در برخوردهای بسیار پرانرژی ذرات زیراتمی در سرعت‌های فوق‌العاده بالا نشان می‌دهند. در چنین انرژی‌های بالایی، برخورد ذرات به یکدیگر سبب خرد شدنشان و پدیدار شدن ساختار داخلی‌شان یعنی همان کوارک‌ها می‌شود؛ اما این کوارک‌ها لحظه‌ای بیشتر دوام نمی‌آورند و در بازترکیبی جدید، بوزون‌ها یا فرمیون‌های جدیدی تولید می‌کنند. هزینه تولید کوارک‌ها بسیار هنگفت است و فرصت بررسی آنها بسیار اندک و اسرارآمیز بودن کوارک‌ها هم از این ناپایداری ناشی می‌شود.
اما پژوهشگران دانشگاه کالگری و آزمایشگاه ملی آرگون در ایلی‌نویز پیشنهاد بهتری دارند. آنها حدس می‌زنند طبیعت، آزمایشگاه مناسبی را برای بررسی کوارک‌ها در نوعی از ستارگان ابرچگال به‌نام ستارگان نوترونی فراهم کرده‌است.
ستارگان نوترونی به‌قدری چگالند که یک قاشق چای‌خوری از موادشان، میلیاردها تن وزن دارد. چنین چگالی بالایی، فشاری فراتر از حد تصور را در هسته این ستارگان ایجاد می‌کند. فشار در برخی شرایط به‌قدری افزایش می‌یابد که کوارک‌ها را از درون نوترون‌ها آزاد می‌کند. این فرآیند که با باززایش کوارک‌ها مشهور است، می‌تواند ستاره نوترونی را به یک ستاره کوارکی تبدیل کند. پژوهشگران کالگری و آرگون پیش‌بینی می‌کنند در این فرآیند تبدیل، ستاره نوترونی به یک نواختر کوارکی تبدیل می‌شود و ستاره در نوعی انفجار داخلی، انرژی بسیار زیادی آزاد می‌کند. این انرژی می‌تواند به درک برخی از فورانگرهای دیده‌شده با انرژی بالا که تاکنون توضیحی بر وقوعشان نبود، کمک کند.
ستاره کوارکی تنها جایی در طبیعت است که می‌توان کوارک‌های آزاد را پیدا کرد. اما چگونه می‌توان این ستارگان را پیدا کرد؟ محاسبات رشید عوید، استاد اخترشناسی دانشگاه کالگری و همکارانش نشان می‌دهد بهترین نامزدهای ستارگان کوارکی، ستارگان نوترونی با جرم 1.5 تا 1.8 برابر جرم خورشید هستند که دوران وضعی سریعی دارند. این بدان معنی است که از هر یکصد ستاره نوترونی شناخته‌شده، یکی می‌تواند ستاره کوارکی باشد. با این حساب، فراوانی این ستارگان حتی در کهکشان خودمان بسیار زیاد است و هر روز باید انتظار دیدن دو نواختر کوارکی را داشت!
محاسبات این گروه هم‌چنین نشان می‌دهد هسته بسیار مغناطیسی ستارگان نوترونی سنگین می‌تواند در طول چند ساعت اول تولدش پس از انفجار ابرنواختری به یک ستاره کوارکی تبدیل شود. اما این زمان برای ستارگان نوترونی سنگین با میدان مغناطیسی متوسط به هزار سال بالغ می‌شود، که البته در مقیاس کیهانی چند لحظه‌ای بیش نیست.
پژوهشگران تاکنون دو پدیده شناخته‌شده را به ستارگان کوارکی مرتبط کرده‌اند. پدیده اول، گروهی از ستارگان نوترونی به نام ستارگان نوترونی ساکت رادیویی است. محاسبات نشان می‌دهند ستارگان کوارکی به‌جز برخی تابش‌های رادیویی مشخص، دیگر تابش‌های ستارگان نوترونی را تولید می‌کنند. تاکنون هفت ستاره نوترونی ساکت رادیویی شناخته‌شده که ممکن است ستاره کوارکی باشند.
اما این ستارگان کوارکی می‌توانند پدیده عجیب دیگری را نیز به نام فورانگرهای گاما توضیح دهند. این‌ها اجرامی ستاره‌ای‌اند که گاه‌گاه ، انرژی فراوانی را در طول چند ثانیه آزاد می‌کنند. این انرژي آزاد شده یک میلیون برابر انرژی تولیدی خورشید در طول یک‌سال است. زمانی اخترشناسان فکر می‌کردند انفجار ابرنواختری پرانرژی‌ترین رویدادهای کیهان است، اما فورانگر گاما ده برابر پرانرژی‌تر از انفجارهای ابرنواختری است.بیش از چهل‌سال است این اجرام شناخته شده‌اند، اما توضیح کاملی در موردشان وجود ندارد.
رشید عوید و همکارانش، چگونگی تغییر میدان مغناطیسی یک ستاره نوترونی را در طول فرآیند تبدیلش به یک ستاره کوارکی شبیه‌سازی کرده‌اند. این شبیه‌سازی که در گردهمایی جامعه منجمان آمریکا ارایه شده‌است، انفجار بزرگی را نشان می‌دهد که انرژی آن قابل‌قیاس با انرژی یک فورانگر گاما است. این گروه از پژوهشگران حدس می‌زنند فورانگرهای گاما با نواخترهای کوارکی در ارتباطند.
گام بعدی دانشمندان، مشخص کردن ویژگی‌های اختصاصی ستارگان کوارکی و نواخترهای کوارکی است تا بهتر بتوانند آنها را در آسمان پیدا کنند.
نويسنده : ذوالفقار دانشی