Внутри нейтронных звезд могут находиться «ядерные макароны»

Ученые провели моделирование материи внутри нейтронной звезды. Согласно ему, в ее внешних слоях вещество может быть достаточно разреженным для того, чтобы ядра атомов не полностью разрушались. В таких условиях элементарные частицы могут быть похожи на «ядерные макароны».

Всередині нейтронних зір можуть знаходитися «ядерні макарони»
Внутри нейтронных звезд могут находиться «ядерные макароны». Источник: www.sciencenews.org

Насколько плотная нейтронная звезда

Исследователи кафедры физики Дармштадтского технического университета и Института Нильса Бора в Копенгагене недавно опубликовали в Physical Review Letters работу, посвященную внутреннему строению нейтронных звезд. Они утверждают, что внутри них может существовать нечто, что они назвали «ядерными макаронами».

Нейтронные звезды — это ядра звезд, которые когда-то вспыхнули как сверхновые. В какой-то момент внешние оболочки их светил отлетели, а внутренние сжались с такой силой, что разрушились атомы. Еще немного и эти объекты превратились бы в черные дыры, однако в какой-то момент энергия элементарных частиц оказалась сильнее гравитации.

Из-за всего этого нейтронные звезды являются почти столь же удивительными, как и черные дыры. Они обладают целым рядом невероятных свойств. А то, как они устроены внутри, до сих пор остается загадкой для ученых, которые никогда не видели вещества с плотностью в пять раз выше, чем у атомного ядра.

«Ядерные макароны»

Собственно, новое исследование началось с того, что ученые еще раз посмотрели на модель нейтронной звезды, которая на 95% состоит из нейтронов, образовавшихся в результате «вдавливания» электронов в протоны, и на 5% из протонов, избежавших такой участи. Они предположили, что плотность внешних слоев должна быть меньше, и в таких условиях некоторые ядра атомов могут уцелеть.

Исследователи провели численное моделирование и пришли к выводу, что это действительно должно быть так. Правда, при этом часть нейтронов таки должна «выжиматься» из ядер и образовывать среду. Ученые снова обратились к расчетам и пришли к выводу, что и протоны тоже могут «выжиматься» из ядер.

Кроме того, в таких условиях эти два вида частиц, которые вместе принято называть нуклонами, могут свободно существовать в виде нитей или пластин. Это явление ученые назвали «ядерными макаронами». Ассоциацию с различными блюдами на их основе можно продолжать долго, поскольку ученые не знают точно, как именно все это взаимодействует между собой.

«Ядерные макароны» являются лишь одной из многочисленных попыток заглянуть внутрь нейтронной звезды. Хотя внутри нее не нарушаются, как в черной дыре, различные физические законы, проверить правильность теоретических построений крайне трудно. Если мы когда-то и доберемся до одного из этих объектов, взять образец с его поверхности будет практически невозможно из-за высокой силы притяжения.

По материалам phys.org