В семействе сверхплотных остатков мёртвых звёзд долго зияла пустота. Нейтронные звёзды — стремительные волчки размером с город — редко тяжелее двух Солнц. Чёрные дыры начинаются примерно с пяти солнечных масс. А между ними — «провал», где десятилетиями не могли найти ни одного объекта. Недавние наблюдения гравитационных волн и радиотелескопов стали заполнять этот пробел: в провале обнаружились компактные тела неизвестной природы.
Авторы статьи примерили на роль этих скитальцев гибридную звезду — нейтронную звезду с кварковым ядром. В её центре давление так велико, что нейтроны «разламываются» на составляющие кварки, как яичная скорлупа под прессом. Переход этот резкий, словно вода превращается в лёд при одной и той же температуре. Чтобы гибридная звезда дотянула до массы провала (2,5–5 солнечных), кварковое ядро должно появляться подозрительно рано — едва звезда наберёт массу меньше солнечной, — а получившаяся кварковая материя быть необычайно жёсткой, почти несжимаемой.
Затем учёные сравнили эту экзотическую картину с тем, что говорят реальные измерения масс и радиусов нейтронных звёзд. Байесовский анализ (метод, взвешивающий вероятность разных сценариев по данным) показал: природа предпочитает более скромный вариант. Кварковое ядро, скорее всего, рождается при массе около 1,4 солнечной — обычной для нейтронных звёзд. При этом возникают «звёзды-близнецы»: две звезды с одинаковой массой, но разным радиусом — одна чисто нейтронная, другая с кварковым ядром. Если таких близнецов найдут, гибридные звёзды в провале масс будут исключены. Пока же главные кандидаты в провале — лёгкие чёрные дыры.
Чайная ложка вещества нейтронной звезды весит как гора Эверест — около миллиарда тонн. А кварковое ядро внутри может быть ещё плотнее.
В романе «Яйцо Дракона» Роберта Форварда на нейтронной звезде живут разумные существа — их биология построена на ядерных реакциях.