Науковці провели моделювання матерії всередині нейтронної зорі. Згідно з ним, у її зовнішніх шарах речовина може бути достатньо розрідженою для того, аби ядра атомів не повністю руйнувалися. У таких умовах елементарні частинки можуть бути схожі на «ядерні макарони».
Наскільки щільна нейтронна зоря
Дослідники кафедри фізики Дармштадтського технічного університету та Інституту Нільса Бора в Копенгагені нещодавно опублікували у Physical Review Letters роботу, присвячену внутрішній будові нейтронних зір. Вони стверджують, що всередині них може існувати дещо, що вони назвали «ядерними макаронами».
Нейтронні зорі — це ядра зір, що колись спалахнули як наднові. В якийсь момент зовнішні оболонки їхніх світил відлетіли, а внутрішні стиснулися з такою силою, що зруйнувалися атоми. Ще трохи й ці об’єкти перетворилися б на чорні діри, проте в якийсь момент енергія елементарних частинок виявилася сильнішою за гравітацію.
Через усе це нейтронні зорі є майже настільки ж дивовижними, як і чорні діри. Вони мають низку неймовірних властивостей. А те, як вони влаштовані всередині, й досі залишається загадкою для вчених, які ніколи не бачили речовини з густиною у п’ять разів вищою, ніж в атомного ядра.
«Ядерні макарони»
Власне, нове дослідження розпочалося з того, що науковці ще раз подивилися на модель нейтронної зорі, що на 95 % складається з нейтронів, які утворилися внаслідок «вдавлювання» електронів у протони, й на 5 % з тих протонів, які уникли такої долі. Вони припустили, що густина зовнішніх шарів має бути меншою, і в таких умовах деякі ядра атомів можуть вціліти.
Дослідники провели чисельне моделювання і дійшли висновку, що це дійсно має бути так. Щоправда, при цьому частина нейтронів таки має «вичавлюватися» з ядер і утворювати середовище. Вчені знову звернулися до розрахунків і дійшли висновку, що і протони теж можуть «вичавлюватися» з ядер.
Крім того, в таких умовах ці два види частинок, які разом прийнято називати нуклонами, можуть вільно існувати у вигляді ниток чи пластин. Це явище вчені назвали «ядерними макаронами». Асоціацію з різними стравами на їхній основі можна продовжувати довго, оскільки вчені не знають напевне, як саме все це взаємодіє між собою.
«Ядерні макарони» є лише однією з численних спроб зазирнути всередину нейтронної зорі. Хоча всередині неї не порушуються, як у чорній дірі, різні фізичні закони, перевірити правильність теоретичних побудов вкрай важко. Якщо ми колись і доберемося до одного з цих об’єктів, взяти зразок із його поверхні буде практично неможливо через високу силу тяжіння.
За матеріалами phys.org
