Финские астрофизики из Хельсинского университета доказали наличие экзотического кваркового вещества в ядрах крупнейших нейтронных звезд. Статья исследователей опубликована в журнале Nature Physics.
Известно, что внутри нейтронных звезд материя коллапсирует в чрезвычайно плотное вещество, так что нейтроны и протоны образуют по сути гигантское атомное ядро. Однако до сих пор было не ясно, разрушается ли это вещество в недрах самых массивных нейтронных звезд, образуя еще более аномальную кварковую материю. Согласно выводам ученых, внутри таких объектов действительно присутствуют кварковые ядра.
Расчеты показали, что диаметр кваркового ядра может превышать половину диаметра нейтронной звезды, который составляет более 20 километров. По словам ученых, существует ненулевая вероятность того, что все нейтронные звезды состоят из ядерной материи, однако в этом случае ее поведение было бы своеобразным, например, скорость звука в ней достигала бы скорости света.
Наблюдение гравитационных волн осенью 2017 года установило верхний предел для радиусов сталкивающихся нейтронных звезд, который оказался равен примерно 13 километров. В последние годы были обнаружены три звезды с рекордной массой двух Солнц. Эти данные были объединены с современными достижениями физики элементарных частиц и ядерной физики, что позволило составить уравнения состояния вещества нейтронной звезды, связывающее давление и плотность энергии в недрах. Применение общей теории относительности помогло решить уравнение для нейтронных звезд разного радиуса и массы.