Звёздные недра: спор уравнений ✎ экспресс

Оригинал: "Can a hybrid star with constant sound speed parametrization explain the new NICER mass-radius measurements ?"
· Suman Pal, Gargi Chaudhuri
arXiv:2605.05042 · 2026-05-06 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 2 мин
Астрофизики пересмотрели данные о пульсарах и выяснили, какие «рецепты» вещества внутри нейтронных звёзд лучше согласуются с наблюдениями.

📄 Показана версия «Просто» — «Популярно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить.

Нейтронная звезда — это то, что остаётся после взрыва массивной звезды. Вещество в ней сжато так сильно, что чайная ложка весила бы как гора. Но что именно происходит в самой глубине, где протоны и нейтроны могут рассыпаться на кварки, остаётся загадкой.

Авторы работы взяли данные рентгеновского телескопа NICER, который измерял излучение двух пульсаров — быстро вращающихся нейтронных звёзд, посылающих нам строго периодические сигналы. У одного из них, PSR J0030+0451, температура поверхности сильно зависит от выбранной модели нагрева: в сценариях A, B или C она разная. От этого различаются оценки радиуса звезды, а значит, и выводы о её внутреннем устройстве.

Пульсары работают как космические маяки: их пучки излучения проносятся мимо нас с точностью атомных часов. По малейшим сдвигам этого ритма можно вычислить, насколько сильно искривлено пространство-время вокруг звезды.

Учёные применили модель с постоянной скоростью звука в кварковой материи (CSS) и проверили, какие параметры не противоречат наблюдениям. Выяснилось, что если скачок плотности на границе обычного ядерного вещества и кварковой фазы невелик, то многие уравнения состояния работают приемлемо. Но стоит скачку стать большим, как модель перестаёт давать достаточно массивные звёзды — а ведь астрономы уже нашли нейтронные звёзды с массой около двух Солнц.

Скорость звука в нейтронной звезде не может превышать скорость света, но в кварковой материи она способна приближаться к этому пределу. Тогда звезда получается более «жёсткой» и выдерживает большую массу, не схлопываясь в чёрную дыру.

Дополнительно исследователи проверили свои выводы по данным другого пульсара-тяжеловеса PSR J0740+6620 и рекордсмена по скорости вращения PSR J0952-0607. Оказалось, что большая скорость звука в кварковой сердцевине помогает удержать массивные звёзды от коллапса. Так, сравнивая разные «рецепты» вещества с реальными космическими объектами, можно постепенно выяснить, что творится в самом сердце нейтронной звезды.

Чайная ложка вещества нейтронной звезды весила бы примерно столько же, сколько все люди на Земле вместе взятые.

В романе «Яйцо Дракона» Роберта Форварда описана жизнь на поверхности нейтронной звезды, где из-за чудовищной гравитации и плотности время течёт в миллион раз быстрее.

Учёные
Subrahmanyan ChandrasekharJocelyn Bell BurnellWolfgang PauliJohn Archibald WheelerRussell HulseLev Landau
Понятия
предел массы нейтронной звезды уравнение состояния нейтронной звезды NICER уравнение состояния скорость звука