Знайдено найжадібнішу нейтронну зірку: вона розібрала матерію на кварки
Учені знайшли дуже незвичну нейтронну зірку, походження якої поки що складно пояснити. Можливо, це вперше виявлений тип зірок, що теоретично існують.
У межах нового дослідження вчені виявили найменшу нейтронну зірку, яка до того ж є найлегшою зі свого класу. Але ця зірка має дуже незвичайний склад і вчені мають кілька теорій її появи, пише Inverse.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та захопливі новини зі світу науки!
Унікальна нейтронна зірка
Астрономи виявили в центрі залишку наднової під назвою HESS J1731-347 дуже незвичну нейтронну зірку. Вона знаходиться на відстані 8 тисяч світлових років від нас, має приблизно 77% маси нашого Сонця, а в діаметрі не перевищує 10 км. Так це є найменша та найлегша нейтронна зірка з колись виявлених.
Нейтронні зірки з'являються після того, як дуже величезна зірка вибухає надновою і внаслідок з'являється дуже щільний об'єкт, в якому немає місця для атомів, а тільки для нейтронів. Зазвичай нейтронні зірки, які є стислим ядром померлої зірки, в 1,17–2,35 рази важчі за Сонце, і в діаметрі становлять кілька десятків кілометрів. Але нейтронна зірка, яку виявили вчені, з назвою PSRF0453+1559, має масу, яка всього в 1,174 рази більша за масу нашого Сонця.
Ця зірка може мати зовсім інший склад
Такі результати стали цілковитою несподіванкою для вчених із Тюбінгенського університету, Німеччина. Зокрема, для автора нового дослідження астрофізика Віктора Дорошенка.
"Ми вважаємо, що ця нейтронна зірка або справді найлегша з усіх виявлених, або ж це дивна зірка, яка має відмінний від інших зірок свого класу склад", — каже Дорошенко.
Учені вважають, що можливо під час вибуху наднової гігантська зірка втратила набагато більше своєї речовини, ніж зазвичай і це призвело до того, що стисле ядро цієї зірки, яке перетворилося на нейтронну зірку, стало легшим, ніж зазвичай.
Але є ще одне пояснення одержаних результатів. Можливо ця нейтронна зірка складається з кварків, а тому є справді дивною зіркою (до речі, вчені саме так позначають ці об'єкти).
Кваркова зірка
Усі частинки, крім електронів, складаються з кварків. Це найменші фундаментальні частинки, що становлять матерію, які утворюють нейтрони та протони. Ці частинки, а також електрони збираються в атоми, які є будівельними блоками всієї матерії.
Коли ядро величезної зірки, що вмирає, починає стискатися під дією власної гравітації (а це відбувається безпосередньо перед вибухом наднової) величезний тиск стискає атоми так сильно, що протони й електрони зливаються в нейтрони.
Ці нейтрони розташовані дуже близько один до одного і виходить дуже щільний нейтронний об'єкт. Але теоретично можливо, що навіть після такого процесу ядро зірки, що вмирає, продовжує далі стискатися. І тим часом теоретично відбуваються дуже дивні процеси.
Нейтрони складаються зі ще дрібніших частинок, які називаються кварками, тому під величезним тиском нейтрони розпадаються на ці кварки. Якщо таке теоретично можливо, що ці кварки не існують занадто довго і все стисле ядро зірки має перетворитися на чорну дірку.
Але деякі фізики вважають, що цього може і не статися, і стисле ядро зірки після вибуху наднової замість того, щоб перетворитися або на нейтронну зірку, або на чорну дірку, стає кварковою чи дивною зіркою.
"Я вважаю, що повністю кваркової зірки не існує, але може існувати нейтронна зірка, яка має ядро з кварків", — говорить Дорошенко.
Можливо, нічого незвичайного в цій зірці й немає
Досі жодної кваркової зірки у Всесвіті вчені не виявили, але є кілька потенційних кандидатів. Але з іншого боку вчені сперечаються про те, чи можуть подібні зірки існувати надто довго.
Теоретично, кваркова зірка повинна бути набагато щільнішою за звичайну нейтронну зірку. Тобто вона може мати ту саму масу, але менший діаметр. Саме тому нейтронна зірка PSRF0453+1559, яка є дуже легкою і дуже маленькою, так зацікавила вчених.
"Нейтронна зірка не повинна мати такі характеристики, тому є підстави вважати, що це дивна зірка. Хоча, швидше за все, це може бути нейтронна зірка з кварковим ядром. Але не варто відкидати і того факту, що це може бути просто дуже унікальна звичайна нейтронна зірка", — каже Дорошенко.
Як уже писав Фокус, нове дослідження припускає, що тепер є спосіб побачити з чого по-справжньому складаються нейтронні зірки, які є найщільнішими об'єктами в космосі.
Також Фокус писав про дуже незвичайну чорну дірку, яку нещодавно виявили астрономи. За їхніми словами, вона не вписується в моделі наявного Всесвіту.