Неутронните звезди са чудовищно плътни: горната гранична стойност за масата на неутронните звезди е от порядъка на 2,5 – 3 слънчеви маси (граница на Толман—Опенхаймер—Волков). При нея веществото е подложено на толкова голям натиск, че налягането на електронния газ не е в състояние да спре гравитационния колапс.
ОЩЕ: Малкият Магеланов облак се състои поне от две галактики
Атомните ядра се разпадат до протони и неутрони, а протоните се свързват с електроните и се превръщат в неутрони. Така неутронните звезди са изградени изцяло от неутрони, като плътността на веществото в центъра на неутронните звезди е огромна – 1012 kg/cm3. За сравнение – тази плътност отговаря на масата на цялото човечество, концентрирана в обема на кубче захар.
Учените отдавна се вълнуват от въпроса дали огромното налягане в центъра на неутронните звезди може да компресира протоните и неутроните в ново състояние на материята – студена кваркова материя. В тази екзотична форма отделните протони и неутрони вече не съществуват.
„Техните съставни кварки и глуони се освобождават от типичното цветово ограничение и могат да се движат почти свободно“, обяснява Алекси Вуоринен, професор по теоретична физика на частиците в Университета в Хелзинки.
В нова статия, публикувана в списанието Nature Communications, екипът от Университета в Хелзинки е представил първата по рода си количествена оценка на вероятността за съществуването на ядра от кваркова материя в масивни неутронни звезди. Те са установили, че въз основа на астрофизични наблюдения кварковата материя е почти неизбежна в най-масивните неутронни звезди: вероятност в диапазона 80 – 90%.
ОЩЕ: В центъра на Слънцето може да има черна дупка вместо ядро
Ключов момент в получаването на нови резултати е станал масивен набор от суперкомпютърни изчисления. Въпреки това, за да се разреши окончателно загадката, е необходимо да се уловят гравитационни вълни от сблъсъка на две неутронни звезди.
На изображението горе: различните слоеве на масивна неутронна звезда с голямо ядро от кваркова материя.
