Неутронните звезди са сред най-интересните обекти във Вселената

Неутронните звезди се издигат на върха на списъка с най-интересните обекти във Вселената. Първо, защото те представляват гъста "ядрена паста", а сега има нови доказателства, че сърцевините на най-масивните неутронни звезди са съставени от екзотична „супа“ от субатомни частици, наречена кварки, се казва в публикация на списание Nature Physics, цитирана от БГНЕС.

Физиците са направили нови изчисления, използвайки данни от гравитационни вълни, открити за първи път при сблъсък с неутронна звезда през август 2017 г., заедно с наблюдения на изненадващо масивни неутронни звезди. Заключението им дава вълнуващ резултат - сърцевините на най-масивните неутронни звезди са толкова плътни, че атомните ядра престават да съществуват, кондензирайки се в кваркова материя.

"Потвърждаването на съществуването на кварковите ядра вътре в неутронните звезди беше една от най-важните цели на физиката на неутронните звезди, като тази възможност за първи път е допусната преди около 40 години", казва теоретичният физик Алекси Вуоринен от Хелзинкския университет.

Неутронните звезди са доста странни. Те всъщност са мъртви - останки от масивни звезди, които биха имали между 8 и 30 пъти по-голяма маса от Слънцето. Когато тези звезди се превърнат в свръхнова, по-голямата част от тяхната маса се взривява в космоса, останалото ядро се събира в невероятно плътен обект.

Получените неутронни звезди могат да варират между около 1.1 и 2.3 слънчеви маси, събрани в плътна малка сфера с диаметър само между 10 до 20 километра.

Когато възникне сривът на ядрото при свръхновата, протоните и електроните в атомите, които съставляват обекта, се компресират в неутрони и неутрино. Неутрино избягват, оставяйки неутроните при такива условия на високо налягане, че те се сливат, което прави неутронната звезда по същество едно голямо ядро, с плътност над 100 трилиона пъти по-голяма от материята в основата на ядрото. Очаква се обаче плътността да се увеличава, колкото по-дълбоко отивате, и тук идва идеята за ядро от кваркова материя. Кварките са основни субатомни частици, които се комбинират и образуват композитни частици като протони и неутрони.

В продължение на няколко десетилетия астрономите предполагаха, че при достатъчно висока топлина и плътност неутроните се разпадат още повече на съставните им кварки, създавайки нещо като кваркова супа.

Откриването на кваркова материя вътре в неутронни звезди не би било просто невероятно само по себе си - може да ни помогне да научим повече за най-ранните моменти от нашата Вселена. Космолозите смятат, че за няколко микросекунди, точно след Големия взрив, известен като епохата на кварките, Вселената е била изпълнена с гореща супа от кварково-глюонна плазма, която бързо се сляла в адрони.

В наши дни можем да открием кваркова материя само за кратко при експерименти, но някои масивни неутронни звезди също могат да я притежават.