Космический «штангенциркуль» скоро обмеряет нейтронную звезду с точностью до сотни метров. Для объекта диаметром в пару десятков километров это всё равно что измерить толщину человеческого волоса с расстояния в километр.
Нейтронная звезда — остаток взорвавшейся сверхновой. Вещество в ней сжато так сильно, что чайная ложка весила бы миллиарды тонн. Но как именно оно устроено? Физики описывают его «уравнением состояния» — по сути, рецептом, который связывает давление и плотность. Беда в том, что рецептов много, а выбрать верный трудно.
Авторы работы взяли байесовский подход: они не искали один ответ, а взвешивали вероятности разных вариантов. В их симуляции будущие данные от рентгеновских и гравитационно-волновых обсерваторий просеивали тысячи возможных уравнений состояния. Результат — не просто средний радиус, а целый спектр вероятностей для каждого ингредиента в рецепте.
Особенно хитроумным оказался переход от адронной (ядерной) фазы к кварковой. Это как момент, когда вода превращается в лёд, только при чудовищных давлениях. Новые данные позволят понять, происходит ли этот переход резко или размыто. А значит — заглянуть в самое сердце звезды, не покидая Земли.
Нейтронная звезда размером с город вращается быстрее кухонного блендера — до нескольких сотен оборотов в секунду.