Ученые использовали мощный суперкомпьютер для моделирования условий внутри нейтронной звезды. Они убеждены, что внутри этих объектов могут быть кварковые ядра. Вещество в них находится в условиях, которых невозможно достичь больше нигде.
Экзотическое вещество в нейтронных звездах
Группа ученых из Финляндии, Норвегии, Германии и США использовала суперкомпьютер для того, чтобы смоделировать условия внутри нейтронных звезд. Они нашли свидетельства в пользу того, что эти объекты могут иметь кварковые ядра.
Нейтронные звезды образуются в результате взрывов сверхновых. Во время этого процесса масса, равная двум солнечным, может сжаться в объем, равный земному. Гравитация заставляет материю приобретать такую плотность, что в атомах не только рвутся электронные оболочки, но и сами ядра распадаются на протоны и нейтроны.
В том, что внутри пульсаров материя может находиться в состоянии хаотической протонно-нейтронной смеси, никто не сомневается. Однако ученые давно уже подозревают, что дело заходит еще дальше и гравитация там настолько сильна, что разрушаются даже эти частицы, которые вовсе не являются элементарными и состоят из кварков.
Обычно кварки не могут существовать отдельно друг от друга. Этому препятствуют параметры, которые получили название «цвет» и «аромат». Однако в экстремальных условиях они могут просто не действовать, и вещество переходит в невиданное до сих пор состояние холодной кварковой материи.
Кварковые ядра могут существовать
Главная проблема на пути у этих размышлений заключается в том, что мы не очень хорошо понимаем физику процесса превращения нуклонной (протонно-нейтронной) материи в кварковую. Это может быть фазовый переход, подобный замерзанию воды. В таком случае небольшое количество вещества, уже его осуществившего, способно стать зародышем, от которого этот процесс перекинется на остальное вещество. Плотность его при этом увеличится и нейтронная звезда превратится в черную дыру.
Именно достоверность всех этих утверждений и проверяли ученые с помощью суперкомпьютера и байесовской статистики. Они провели миллионы симуляций и пришли к выводу, что кварковые ядра в стабильном состоянии у нейтронных звезд все-таки могут существовать. Во всяком случае, это касается самых тяжелых из них. Вероятность того, что в их глубинах кварковая материя присутствует в стабильном состоянии, достигает 80-90%. Вероятность того, что они состоят из протонов и нейтронов, тоже остается, однако она очень невелика
По материалам: phys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
