ядрата

Много масивните неутронни звезди могат да имат голямо ядро, съставено от материя, съставена от кварки. Това следва от проучване, публикувано в списанието Nature Physics. Неутронните звезди, чието изчезване е резултат от експлозия на свръхнова, са най-малките и плътни звезди във Вселената. Докато тези обекти имат типичен диаметър около 20 километра, средната им маса е някъде между 1,4 и 2,2 маси на Слънцето. Атомната материя в неутронната звезда се срутва в изключително плътна ядрена маса, в която неутроните и протоните са толкова притиснати един към друг, че цялата звезда може да се разглежда като едно огромно ядро. Досега не беше ясно дали вътре в ядрото на масова неутронна звезда ядрената материя ще се свие в още по-екзотично вещество - т.нар. кваркова маса.

„Потвърждаването на съществуването на ядро ​​кварк вътре в неутронна звезда е една от най-важните цели във физиката на неутронните звезди от преди около 40 години“, казва водещият автор на изследването Алекси Вуоринен, изследовател от Катедрата по физика в Университета в Хелзинки (Финландия). Въз основа на мащабни компютърни симулации, извършени върху суперкомпютри, учените не са успели да решат съдбата на ядрената материя в неутронните звезди. Следователно Алекси Вуоринен и колегите му предложиха нов подход към този проблем. Учените са осъзнали, че чрез комбиниране на скорошни открития, базирани на теоретична и ядрена физика, заедно с астрофизични измервания, може да бъде възможно да се установят свойствата и идентичността на материята в неутронните звезди. Те открили, че масата в ядрото на най-масивните стабилни неутронни звезди има много по-голяма прилика с кваркова материя, отколкото обикновената ядрена материя. Техните изчисления показват, че при тези звезди диаметърът на ядрото, идентифициран като кваркова маса, може да надвишава до половината от диаметъра на цялата неутронна звезда.

Все още имаме много неясноти, свързани с точната структура на неутронните звезди. „Все още има малък, но не нулев шанс всички неутронни звезди да са съставени изключително от ядрена материя“, казва Алекси Вуоринен. „Това, което можем да направим, е да определим количествено какво ще изисква този сценарий. Накратко, поведението на плътна ядрена маса тогава ще изисква тя да бъде наистина специфична. Например скоростта на звука би трябвало да достигне почти скоростта на светлината “, добавя Алекси Вуоринен.

Публикувано в списание QUARK 12/2020, RNDr. Зденек Комарек