Une étoile à quarks est un objet exotique extrêmement compressé dont la théorie est qu’elle se forme à partir d’environ 1% de toutes les étoiles à neutrons, qui à leur tour se forment de manière fiable lors de l’effondrement d’étoiles de 1.5 à 3.0 masses solaires. Les étoiles quarks n’ont pas été observées de manière concluante, mais deux candidats prometteurs ont été enregistrés par le Chandra X-Ray Observatory le 10 avril 2002. Un candidat supplémentaire a été repéré depuis, mais des preuves supplémentaires sont nécessaires avant que l’existence d’étoiles quarks puisse être confirmée de manière positive. avec une faible marge d’erreur.
Les étoiles avec une masse solaire supérieure à environ 1.35, mais inférieure à 3 environ (moins que la limite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff), finissent par s’effondrer catastrophiquement en une étoile à neutrons, un objet compact de la taille d’une petite ville. Une seule cuillère à café de matière d’étoile à neutrons pèse un milliard de tonnes (plus de 1.1 milliard de tonnes). La gravité est si forte que les plus hautes montagnes sur une étoile à neutrons ne mesurent que quelques mm. L’étoile à quarks est un objet théorique encore plus compact qu’une étoile à neutrons. Dans une étoile à neutrons, c’est la pression de dégénérescence entre les neutrons qui empêche le corps de s’effondrer dans un trou noir – dans une étoile à quarks, c’est la pression entre les quarks.
Dans une étoile à neutrons, tous les électrons fusionnent avec des protons pour ne créer que des neutrons. Une étoile à neutrons peut être vue comme un seul atome gigantesque, un noyau composé uniquement de neutrons entouré d’une fine couche d’électrons. Dans une étoile à quarks, les quarks constitutifs des neutrons sont projetés et recombinés, passant des quarks up et down quarks familiers, qui composent toutes les particules sur Terre, aux quarks étranges plus massifs, que nous ne connaissons que par les hautes énergies. expériences sur les accélérateurs de particules. Une étoile à quarks peut être considérée comme un seul hadron gigantesque (proton ou neutron), mais avec de nombreux quadrillions de quarks plutôt que les trois typiques.
Lorsqu’une étoile à neutrons s’effondre en une étoile à quarks, elle est théorisée pour provoquer un événement appelé quark nova. Le processus par lequel les quarks sont déconfinés des neutrons libérerait une énergie énorme, encore plus que les réactions nucléaires les plus énergétiques, produisant peut-être les explosions les plus impressionnantes depuis le Big Bang. Il se peut que les mystérieux sursauts gamma (GRB) soient en réalité des quarks novae.