Астрофизики предсказали новую фазу материи в недрах нейтронных звёзд: от «нейтронного соуса» до «ядерной пасты»
Исследователи Технологического университета Дармштадта и Института Нильса Бора вывели новую теорию о внутреннем строении нейтронных звёзд, одних из самых экстремальных объектов во Вселенной.
Нейтронные звезды — это компактные останки массивных звёзд, которые коллапсируют в результате вспышек сверхновых. Несмотря на свой небольшой размер — всего около 12 километров в радиусе — нейтронные звёзды могут иметь массу, превышающую массу Солнца в два раза. Вещество в них упаковано в пять раз плотнее, чем в атомном ядре, вместе с чёрными дырами нейтронные звёзды являются самыми плотными объектами во Вселенной.
Внутренняя часть нейтронных звёзд является загадкой для астрофизиков, поскольку её невозможно изучить напрямую. Однако новая теоретическая модель показывает, что материя в ядрах нейтронных звёзд может принимать экзотические состояния. Атомы в них буквально раздавливаются огромной гравитационной силой. Несмотря на отталкивание, отрицательно заряженные электроны оказываются так близко к положительно заряженным протонам в атомном ядре, что они превращаются в нейтроны.
Гипотеза «ядерной пасты» предполагает, что протоны и нейтроны, составляющие атомные ядра, деформируются в пластины и нити, похожие на спагетти, под действием экстремальной плотности.
Исследователи обнаружили, что как нейтроны, так и протоны могут «вытекать» из атомных ядер, стабилизируя «ядерную пасту». Это состояние сосуществует с фазой свободно плавающих нейтронов, образуя «нейтронный соус», в котором «плавают» атомные ядра.
«Мы обнаружили, что протоны также могут "капать" из ядер, образуя "протонную каплю". Эта фаза благоприятствует феномену "ядерной пасты"», — сказал Ахим Швенк, руководитель исследовательской группы.
Это открытие уточняет понимание ядерной материи в нейтронных звёздах, что позволит улучшить сравнение теоретических моделей с астрофизическими наблюдениями. Более точное понимание нейтронных звёзд поможет разгадать их многочисленные загадки.