Ученые Хельсинского университета оценили вероятность существования экзотической формы вещества в виде холодной кварковой материи внутри нейтронных звезд. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
При обычных условиях кварки объединяются в составные частицы, называемые адронами (к ним относятся нейтроны и протоны), и не встречаются изолировано, что известно под названием конфайнмента. Кварки взаимодействуют друг с другом через глюоны — частицы-переносчики сильного ядерного взаимодействия. Однако ученые предполагают, что внутри нейтронных звезд существует холодная кварковая материя, которая состоит не из адронов, а из свободных кварков и глюонов, то есть конфайнмент в ней отсутствует.
Согласно словам авторов статьи, текущие астрофизические наблюдения показывают, что кварковая материя возникает в самых массивных нейтронных звездах с вероятностью 80-90 процентов. Однако если предположить, что все нейтронные звезды состоят только из адронов, все равно должен существовать некий фазовый переход от ядерной материи к кварковой. Такой резкий переход даже в ограниченной области может повлечь за собой дестабилизацию и коллапс звезды в черную дыру.
Будущие наблюдения должны либо полностью подтвердить наличие ядер холодной кварковой материи, либо полностью опровергнуть их. Предполагается, что это станет возможным при регистрации гравитационно-волнового сигнала от последней фазы слияния двух нейтронных звезд.