Обычное вещество состоит из атомов, а атомы — из ядер и электронов. Но в нейтронной звезде гравитация сжимает материю так сильно, что электроны вдавливаются в протоны, и почти всё превращается в плотную упаковку нейтронов. Это похоже на одно огромное атомное ядро размером с город. А что, если сжать ещё сильнее? Тогда нейтроны начнут разваливаться на свои составные части — кварки. Получается нечто вроде горячего «супа» из свободных кварков, который существует только в самых глубоких недрах.
Авторы работы попробовали смоделировать этот переход от нейтронной «каши» к кварковому супу. Они взяли за основу теорию, похожую на описание сверхпроводимости: кварки могут объединяться в пары — дикварки. Но одних пар мало. Чтобы звезда не провалилась сама в себя под собственной тяжестью, нужна дополнительная жёсткость. Её дают частицы-переносчики взаимодействия — векторные мезоны. Это как добавить в тесто не только муку и воду, но и твёрдые орехи, которые не дают ему растечься. В результате уравнение состояния — закон, связывающий давление и плотность, — становится достаточно крутым, чтобы удержать массу более двух Солнц.
Расчёты показали, что если нейтронная звезда тяжелее примерно двух Солнц, в её центре плотность превышает четыре ядерных плотности. Это как если бы каждый кубик размером с песчинку весил миллиард тонн. Радиус такой звезды — около двенадцати километров, а внутри прячется кварковое ядро. Эти цифры хорошо согласуются с реальными наблюдениями: самые массивные из известных нейтронных звёзд как раз подходят под такое описание.
как её написали авторы, на английском arXiv:2605.05816
We discuss the properties of the extended three-flavor quark-meson diquark (EQMD) model as a renormalizable low-energy effective model for QCD. The effective degrees of freedom are quarks, scalar- and pseudoscalar mesons, diquarks, vector- and axial-vector mesons. We calculate the equation of state (EoS) in the mean-field approximation at $$T=0$$ imposing charge neutrality for electric and color charges. We match the EoS with a low-density nuclear equation of state. We discuss how the choice of parameters in the model affects the EoS and thereby the mass-radius for hybrid stars. We show that it is possible to construct hybrid stars whose masses and radii are in agreement with recent astrophysical observations and perturbative QCD (pQCD). The addition of vector and axial vector mesons to the quark-meson diquark is essential, since it makes the EoS sufficiently stiff for intermediate densities. Our results suggest that stars with a mass larger than $$M\sim2M_{\odot}$$ have a quark core with a central density $$n_B\geq 3.9n_{\rm sat}$$, where $$n_{\rm sat}\approx0.165$$fm$$^{-3}$$ is the saturation density. The speed of sound has a double-peak structure and relaxes to the conformal limit from above for large baryon chemical potentials $$\mu_B$$. This structure is caused by the decrease in the mass of the $$s$$ quark as $$\mu_B$$ increases.
Плотность в центре такой звезды настолько велика, что чайная ложка её вещества весила бы больше, чем все горы на Земле вместе взятые.
В романе «Яйцо дракона» Роберта Форварда описана жизнь на нейтронной звезде, где существа из ядерной материи живут в миллион раз быстрее людей.