Горсть песка весом с небольшую гору — примерно так устроены странглеты, крошечные сгустки из «странной» кварковой материи, где частицы спрессованы до немыслимых плотностей. В новой работе астрофизики проверили, могут ли такие объекты существовать в природе и какими они были бы на вид.
За основу взяли модель, где кварки заперты внутри «мешка» — так физики называют силы, не дающие кваркам разлететься. Для маленьких капель важны поверхностные эффекты: как у капли воды, где молекулы на границе живут иначе, чем в глубине. Затем с помощью байесовского анализа перебрали миллионы вариантов, чтобы найти те сочетания, при которых странная материя остаётся стабильной и не распадается на обычные протоны и нейтроны. Оказалось, что стабильные странглеты получаются только лёгкими: масса не больше десятой доли солнечной, а радиус — тысячи километров, как у планеты-гиганта.
Самое интересное начинается, когда такой объект быстро вращается. Авторы построили модель с учётом релятивистской термодинамики — по сути, учли, что при больших скоростях энергия движения тоже создаёт гравитацию. Вращение раздувает странглет в экваторе, делая его более «пухлым» и смещая в область, где астрономы уже находят массивные экзопланеты. Однако даже самый раздутый странглет остаётся в сотни раз плотнее обычной планеты. Между ними зияет настоящая пропасть, которую не заполнить никакими известными объектами.
Если странглеты существуют, их можно будет отличить от планет и коричневых карликов по плотности. Будущие обзоры неба, следящие за микролинзированием (когда гравитация объекта искривляет свет далёкой звезды), смогут выловить эти сверхплотные «капли». Пока они остаются гипотетическими, но их поиск — это охота за новой формой материи, которая может прятаться прямо у нас под боком, в тёмных окраинах галактики. И тогда горсть песка, весящая как гора, перестанет быть просто метафорой.
Странная кварковая материя может быть настолько стабильной, что при контакте с обычным веществом превращает его в себя — как лёд, который замораживает воду одним касанием.
В романе «Странные кварки» Аластера Рейнольдса инопланетный артефакт из странной материи угрожает превратить всю Землю в кварковый шар.