Che cos'è un Stella di quark?

Una stella di neutroni è già materia al suo limite strutturale — un corpo più pesante del Sole stipato nel volume di una città, sostenuto dal rifiuto dei neutroni di occupare lo stesso stato quantistico. Ma un neutrone non è fondamentale. Sono tre quark legati dall'interazione forte e, se si continua a comprimere, la teoria dice che quei legami devono cedere e i quark devono deconfinarsi in un unico fluido continuo. Se il nucleo delle stelle di neutroni più pesanti abbia già varcato quella soglia è una delle domande davvero aperte della fisica, ed è affrontata da una direzione inattesa: i rivelatori di onde gravitazionali possono misurare quanto una stella di neutroni si deformi negli ultimi secondi prima di una fusione, e quella deformabilità dipende da ciò di cui è fatta.

Il colpo di scena è che lo stato deconfinato potrebbe non essere solo raggiungibile, ma preferito. L'ipotesi della materia strana propone che un fluido di quark contenente quark up, down e strange in numeri all'incirca uguali sia il vero stato fondamentale della materia, più stabile del ferro. Se è così, una stella di quark non è affatto tenuta insieme dalla gravità: è autolegata dall'interazione forte, e la gravità si limita a tenerla ferma.

Ciò ha una conseguenza visibile, ed è attorno a essa che questo modello è costruito. La materia autolegata non ha bisogno di crosta e non trattiene atmosfera: la superficie è un confine nudo, essenzialmente privo di dettagli, dove la densità cade di quattordici ordini di grandezza in circa un femtometro. Dove una stella di neutroni ha una crosta di ferro sollecitata e venata, questa ha un lembo affilato come una lama e nient'altro. Sarebbe inoltre più piccola di una stella di neutroni di pari massa, che è l'altra misura a cui danno la caccia gli astronomi.