В сердце нейтронных звезд нашли следы первоматерии Вселенной
В привычной нам материи элементарные частицы, называемые кварками, встречаются только внутри протонов и нейтронов. Но если это «нормальное» вещество подвергается воздействию экстремальных температур или слипается вместе под воздействие колоссального давления, то оно может буквально сплавиться воедино, тем самым давая кваркам свободу действий для перемещения по всей структуре вещества. Это весьма экзотическое состояние материи стало известно в научной среде как «кварковая материя» или «кварковое вещество».
Считается, что определенная форма этого странного вещества, называемая кварк-глюонной плазмой, заполнила новорожденную Вселенную примерно через 20 микросекунд после Большого взрыва. Она вела себя как чрезвычайно горячая жидкость, которая затем охладилась до состояния «обычного» вещества, которое сегодня наполняет мироздание. В настоящее время единственное место во Вселенной, где все еще можно разыскать кварковое вещество — это эпицентр столкновения частиц на Большом адронном коллайдере и, возможно, сердце нейтронной звезды.
Когда некоторые звезды умирают, их ядра разрушаются, становясь либо черной дырой, либо нейтронной звездой. В последнем случае новый объект становится настолько плотным, что умещает массу нашего Солнца на площади, сравнимой с площадью небольшого города. Это состояние создает своего рода предельную плотность материи, которая долгое время считалась необходимой для создания кваркового вещества.
Однако исследователи из Университета Хельсинки теперь утверждают, что в некоторых нейтронных звездах есть «практически подтвержденные» ядра, состоящие из кварков. В частности — у тех, чья масса как минимум вдвое превосходит Солнце.
Ранее считалось, что две солнечные массы являются абсолютным верхним пределом для нейтронных звезд — еще немного массы, и исходная звезда начнет коллапсировать в черную дыру. Но астрономы недавно обнаружили несколько нейтронных звезд, которые превышают этот предел. И именно в этих звездах, согласно новому исследованию, можно найти ядра кварков. В некоторых случаях кварки могут даже составлять более половины от массы самой нейтронной звезды.
Исследователи говорят, что они «почти наверняка» обнаружили кварковое вещество, но также признают, что вероятность ошибки никто не отменял. Кварковая материя — просто самое простое и логичное на сегодняшний день объяснение загадочного феномена.
«Все еще существует небольшая, но ненулевая вероятность того, что все нейтронные звезды состоят только из ядерной материи», заявил Алески Вуоринен, ведущий автор исследования. «Однако в таком случае поведение плотной ядерной материи должно было бы быть весьма своеобразным. Например, скорость звука в таких условия должна была бы практически достигать скорости света».
