Ученые приблизились к разгадке тайны мертвых звезд: что у них на самом деле внутри

Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, стали ближе к разгадке тайны того, что скрывается глубоко под поверхностью мертвых сверхплотных звезд, которые называются нейтронными звездами, пишет Space.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Нейтронные звезды рождаются, когда у звезд с массой в 10–20 раз больше, чем у Солнца, заканчивается топливо, необходимое для термоядерного синтеза в их ядрах. Это приводит к потере сопротивления звезды внутреннему давлению ее собственной гравитации. То есть гравитация побеждает, и звезда начинает разрушаться. Внешний слой звезды в результате взрыва сверхновой улетает в космос, а ядро сжимается в маленькую сферу диаметром примерно 20 км. Так возникает нейтронная звезда – сверхплотный объект, состоящий из экзотической материи.

Но из чего состоит эта материя, которая, вероятно, не встречающаяся больше нигде во Вселенной? Могут ли условия в самых плотных областях этих мертвых звезд создать совершенно новый тип материи, называемый холодным кварковым веществом, которое лишено протонов и нейтронов? На эти вопросы сложно ответить, ведь получить образец нейтронных звезд пока невозможно из-за их далекого расстояния от нас.

Но используя имеющиеся данные разнообразных наблюдений, ученые создали с помощью суперкомпьютера модель внутреннего устройства нейтронных звезд.

Анализ нейтронных звезд показал, что существует вероятность того, что эти тела имеют ядра, заполненные свободными кварками, которые являются фундаментальными субатомными частицами, которые обычно встречаются только связанными вместе в других частицах, таких как протоны и нейтроны.

Сами протоны и нейтроны собираются вместе, образуя ядра атомов, вокруг которых располагаются электроны. Но, по мнению ученых, если ядра нейтронных звезд действительно полны свободных кварков, они будут состоять из экзотической формы материи, известной как холодная кварковая материя. А в холодной кварковой материи отдельные протоны и нейтроны существовать не могут. Итак, атомы не могут существовать. Только кварки. Если это правда, то нейтронные звезды похожи на невероятно огромные ядра атомов.

Моделирование ученых также предполагает вероятность менее 20% того, что материя внутри нейтронных звезд испытывает быстрое изменение состояния от ядерной материи к кварковой материи, почти как вода превращается в лед. Такое быстрое изменение материи может дестабилизировать нейтронные звезды таким образом, что даже крошечная кварковая материя может сжиматься и создавать черную дыру. Ученые считают, что существование ядер кварковой материи можно подтвердить во время будущих исследований нейтронных звезд.

Фокус уже писал о кварковых звездах и о том, как они возникают и могут изменить наше представление об устройстве Вселенной.