Кофе с молоком: секрет нейтронных звёзд ✦
Ученые построили уравнение состояния вещества в нейтронных звездах — от поверхности до глубин, где кварки свободны. Для поддержки звезд вдвое тяжелее Солнца требуется, чтобы звук в их недрах сначала ускорялся, а потом замедлялся до определенного предела. Это указывает на плавный переход между обычным веществом и кварковым — словно лед, тающий не скачком, а постепенно. Как такая "мягкость" меняет наши представления о самых плотных объектах Вселенной?
Нейтронные звёзды нейтронные звёзды — последний этап звёздной эволюции для массивных светил: после взрыва ядро сжимается до размеров города, но весит как Солнце. В 1930-х Фриц Цвикки их предсказал, а в 1967-м Джоселин Белл Бернелл обнаружила пульсары пульсары — вращающиеся нейтронные звёзды, излучающие радиосигналы подобно космическим маякам.
Внутри этих тел плотность выше ядерной, из-за чего протоны и нейтроны распадаются на кварки. Долго считалось, что между ядерной материей и кварковой фазой есть резкая граница. Однако учёные объединили данные гравитационных волн ряби пространства-времени от слияний нейтронных звёзд и результаты телескопа NICER, который измеряет искривление искривление пространства-времени вокруг них. С помощью компьютерных симуляций компьютерных симуляций и расчётов на основе квантовой теории поля квантовой теории поля и стандартной модели общепринятой теории частиц — её часть, описывающую сильное взаимодействие, создал Фрэнк Вильчек — они выяснили: переход плавный, как у кофе с молоком. Вещество постепенно превращается в кварк-глюонную плазму, без чёткой линии, словно молоко расходится завитками в эспрессо.
Такой кроссовер объясняет, почему нейтронные звёзды могут весить вдвое больше Солнца и не коллапсировать в чёрную дыру: материя сжимается всё легче, а не сопротивляется жёстко. Благодаря этому они ещё и бешено вращаются — некоторые делают более 700 оборотов в секунду, не разрываясь.
🎯 Звуковые волны в нейтронной звезде движутся быстрее трети скорости света — сигнал из центра достигает поверхности за миллисекунды.
🎬 В романе Роберта Форварда «Яйцо дракона» на нейтронной звезде обитают разумные существа — фантазия, опирающаяся на необычные свойства материи при сверхплотностях.