Разделы

Наука

"Странности" нейтронных звезд: новая теория

Астрофизики выдвинули предположение, что некоторые из наблюдаемых нейтронных звезд на самом деле могут оказаться так называемыми «странными» звездами, состоящими из странной кварковой материи.
Доктор Прашант Джайкумар (Prashanth Jaikumar) из Аргоннской национальной лаборатории (Argonne National Laboratory) и его коллеги из национальной лаборатории в Лос-Аламосе (Los Alamos National Laboratory) – д-р Санджей Редди (Sanjay Reddy) и д-р Эндрю Штайнер (Andrew Steiner) опубликовали статью в Physical Review Letters, в которой пересматриваются свойства звезд, состоящих в основном из странной кварковой материи.

Согласно современным научным представлениям, странные звезды должны обладать большой поверхностной плотностью и большей величиной светимости, чем у других звезд. Однако в этом случае электрическое поле на поверхности звезды будет настолько сильным, что не позволит определить, является ли звезда странной. Эта парадигма существовала в астрофизике с тех пор, как была выдвинута теория существования звезд из странной кварковой материи.

Д-р Джайкумар с коллегами разработал новое описание свойств странных звезд. «Странные звезды еще не удалось наблюдать, но это не значит, что они не существуют. Возможно, некоторые из нейтронных звезд на самом деле являются странными. Согласно нашей теории, странные звезды очень трудно отличить от нейтронных», - комментирует д-р Джайкумар.

Если странные звезды маскируются под нейтронные, возникает вопрос, как же их различать? «Можно сделать это по скорости остывания звезд. Звезды из кварковой материи остывают немного быстрее нейтронных, но мы полагаем, что и в этом методе не все так однозначно», - делится своими предположениями ученый.

Сторонники общепринятой теории странных звезд предполагают, что на поверхности таких звезд величины градиента плотности и электрического поля очень высоки. По теории д-ра Джайкумара и его коллег странная звезда состоит из электронов, среди которых «плавают» куски кварковой материи. Ученые предлагают сравнить эту модель с добавлением в воду моющего средства: поверхностное натяжение жидкости уменьшается, и формируются пузыри. В странной звезде роль «пузырей» выполняет кварковая материя, а «воды» - электроны. Следовательно, можно предположить, что поверхность такой звезды не будет гладкой.

Новая теория не согласуется с прежними предположениями теоретиков о наличии сильного электрического поля на поверхности странной звезды и о ее большой светимости. Результаты теоретических расчетов для новой модели странной звезды показывают, что она также должна быть менее плотной.

Импортозамещение, Азия или «серый» импорт: где брать серверное оборудование
Импортозамещение

Ученые полагают, что сверхплотная странная кварковая материя более стабильна, чем обычная, состоящая из верхних (u) и нижних (d) кварков. По теории д-ра Джайкумара, странные звезды образуются из нейтронных следующим образом: поскольку материя нейтронной звезды постепенно уплотняется, она может перейти в более стабильное состояние странной кварковой материи.

«У нас имеются достаточно серьезные сомнения, и пока мы не можем утверждать, происходит ли в действительности формирование квантовых «пузырей». Необходимо провести количественную проверку теории», - говорит д-р Джайкумар.

Однако новая теория странных звезд, по мнению авторов теоретического исследования, имеет для науки важное значение. Если ученым удастся обнаружить такие звезды, это улучшит понимание квантовой хромодинамики и станет первым доказательством существования стабильной кварковой материи.