Нейтронные звезды представляют собой остатки классических массивных звезд, которые погибли, завершив свое существование взрывом сверхновой. Это невероятно плотные объекты, которые могут иметь размер в 20 километров, но заключать в себе массу в полторы-две солнечных. Базовое представление о структуре нейтронных звезд предполагает, что в их ядре находятся нейтроны на грани коллапса. Их внутреннее квантовое давление мешает сжаться еще больше. Кварки внутри нейтронов связаны слишком сильно, чтобы они могли распасться.
Однако существуют гипотезы, которые предполагают, что нейтроны могут распадаться на кварки в ядре нейтронной звезды, формируя своеобразный «кварковый суп», который и образует плотное ядро объекта. Мы не можем проверить наблюдениями и экспериментально эти гипотезы. Но существуют математические методы. В частности, уравнение Толмана-Оппенгеймера-Волкова (TOV) используется как уравнение состояния нейтронной звезды. Оно, впрочем, не дает четкого ответа, предполагая лишь вероятность наличия кваркового ядра.
Поэтому в новом исследовании ученые использовали другой подход, основанный на байесовской статистике и закономерностях в наблюдениях за известными нейтронными звездами. Расчеты показывают, что нейтронные звезды с кварковыми ядрами должны быть немного более плотными, чем нейтронные звезды без кваркового ядра. В таком случае небольшие нейтронные звезды не должны их иметь, а у наиболее массивных можно пронаблюдать смещение в соотношении массы и плотности.
Авторы исследования обнаружили, что нейтронные звезды с массой от двух солнечных с вероятностью 80-90 процентов должны иметь в своем сердце кварковое ядро. Таким образом, можно предположить, что вопрос не в том, существуют ли кварковые ядра, а в том, с какой массы нейтронной звезды происходит их формирование, где граница между нейтронной и кварковой материей. Для этого нужно больше информации о массе и размерах нейтронных звезд. Сейчас для большинства из них точные параметры этого неизвестны.
А при дальнейшем развитии гравитационно-волновой астрономии можно будет больше узнать о структуре и типе ядра нейтронных звезд, исследуя гравитационные волны от их слияния. Но для этого нужны гораздо более чувствительные детекторы, чем имеющиеся сейчас.
#NeutronStar@nasa_vk #НейтроннаяЗвезда@nasa_vk
Мы в VK: https://vk.com/nasa_vk
