Обнаружена самая жадная нейтронная звезда: она разобрала материю на кварки

В рамках нового исследования ученые обнаружили самую маленькую нейтронную звезду, которая к тому же является самой легкой из своего класса. Но эта звезда имеет очень необычный состав и у ученых есть несколько теорий ее появления, пишет Inverse.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Уникальная нейтронная звезда

Астрономы обнаружили в центре остатка сверхновой под названием HESS J1731-347 очень необычную нейтронную звезду. Она находится на расстоянии в 8 тысяч световых лет от нас, имеет примерно 77% массы нашего Солнца, а диаметре не превышает 10 км. Таким образом это самая маленькая и самая легкая нейтронная звезда из когда-либо обнаруженных.

Нейтронные звезды появляются после того, как очень огромная звезда взрывается сверхновой и в результате появляется очень плотный объект, в котором нет места для атомов, а только для нейтронов. Обычно нейтронные звезды, которые являются сжатым ядром умершей звезды, в 1,17–2,35 раза тяжелее Солнца, и в диаметре составляют пару десятков километров. Но нейтронная звезда, которую обнаружили ученые, с названием PSRF0453+1559, имеет массу, которая всего в 1,174 раза больше массы нашего Солнца.

Эта звезда может иметь совсем другой состав

Такие результаты стали полной неожиданностью для ученых из Тюбингенского университета, Германия. В частности, для автора нового исследования астрофизика Виктора Дорошенко.

"Мы считаем, что эта нейтронная звезда либо действительно самая легкая из всех обнаруженных, либо же это странная звезда, которая имеет отличительный от других звезд своего класса состав", — говорит Дорошенко.

Ученые считают, что возможно во время взрыва сверхновой гигантская звезда потеряла намного больше своего вещества, чем обычно и это привело к тому, что сжатое ядро этой звезды, которое превратилось в нейтронную звезду стало легче, чем обычно.

Но есть еще одно объяснение полученных результатов. Возможно эта нейтронная звезда состоит из кварков, а потому является действительно странной звездой (кстати ученые именно так обозначают эти объекты).

Кварковая звезда

Все частицы, кроме электронов состоят из кварков. Это самые маленькие фундаментальные частицы, составляющие материю, которые образуют нейтроны и протоны. Эти частицы, а также электроны собираются в атомы, которые и являются строительными блоками всей материи.

Когда ядро огромной умирающей звезды начинает сжиматься под действием собственной гравитации (а это происходит непосредственно перед взрывом сверхновой) огромное давление сдавливает атомы так сильно, что протоны и электроны сливаются в нейтроны.

Эти нейтроны расположены очень близко к друг другу и получается очень плотный нейтронный объект. Но теоретически возможно, что даже после такого процесса ядро умирающей звезды продолжает дальше сжиматься. И в это время теоретически происходят очень странные процессы.

Нейтроны состоят из еще более мелких частиц, которые называются кварками, поэтому под огромным давлением нейтроны распадаются на эти кварки. Если такое теоретически возможно, что данные кварки не существуют слишком долго и все сжатое ядро звезды должно превратиться в черную дыру.

Но некоторые физики считают, что этого может и не произойти, и сжатое ядро звезды после взрыва сверхновой вместо того, чтобы превратиться или в нейтронную звезду, или в черную дыру, становится кварковой или странной звездой.

"Я считаю, что полностью кварковой звезды не существует, но может существовать нейтронная звезда у которой имеется ядро из кварков", — говорит Дорошенко.

Может быть ничего необычного в этой звезде и нет

До сих пор ни одной кварковой звезды во Вселенной ученые не обнаружили, но есть несколько потенциальных кандидатов. Но с другой стороны ученые спорят о том, могут ли подобные звезды существовать слишком долго.

Теоретически, кварковая звезда должна быть намного плотнее обычной нейтронной звезды. То есть она может иметь ту же массу, но меньший диаметр. Именно поэтому нейтронная звезда PSRF0453+1559, которая является очень легкой и очень маленькой, так заинтересовала ученых.

"Нейтронная звезда не должна иметь такие характеристики, поэтому есть основания полагать, что это странная звезда. Хотя скорее всего это может быть нейтронная звезда с кварковым ядром. Но не стоит отбрасывать и того факта, что это может быть просто очень уникальная обычная нейтронная звезда", — говорит Дорошенко.

Как уже писал Фокус, новое исследование предполагает, что теперь есть способ увидеть из чего по-настоящему состоят нейтронные звезды, которые являются самыми плотными объектами в космосе.

Также Фокус писал об очень необычной черной дыре, которую недавно обнаружили астрономы. По их словам, она не вписывается в модели существующей Вселенной.