Знакомьтесь, кварковая материя - новое состояние вещества

Не претендуя на экзотику, новое исследование предполагает, что кварковая материя может составлять большой процент массы некоторых нейтронных звезд.

Нормальная материя, из которой состоит большинство звезд, состоит из атомов, состоящих в свою очередь из положительно заряженных протонов и/или нейтральных нейтронов в их ядре, окруженных облаками отрицательно заряженных электронов. Под огромными гравитационными силами эти электронные облака разрушаются, образуя «суп» из субатомных частиц, называемый ядерной материей.

Дальнейшее сжатие объединяет электроны и протоны, образуя дополнительные нейтроны. Этот процесс создает нейтронные звезды, как гигантские атомные ядра размером земной город, состоящие в основном из протонов и нейтронов. Эти сферы субатомных частиц настолько плотны, что кусочек этого материала будет весить больше, чем гора Эверест.

Эти нейтронные звезды могут оставаться стабильными в течение длительных периодов времени, но новые исследования показывают, что даже нейтроны в ядрах этих звезд могут сами распасться под огромным давлением. Нейтроны и протоны состоят из трех кварков (еще более элементарных частиц), которые могут высвобождаться под огромным давлением, говорится в исследовании.

По мере того как массивные звезды умирают, они проходят периоды коллапса и разбухания, при каждом коллапсе сращивая более тяжелые элементы в своих ядрах. После потери материала во время каждого коллапса самые массивные звезды навсегда распадаются, превращаясь в черные дыры. Чуть менее массивные из них образуют нейтронные звезды.

Эти плотные звездные остатки упаковывают в материю от одной до 1,7 раз больше массы, чем наше Солнце, в тело размером примерно с город. Астрономы впервые обнаружили нейтронную звезду в 1967 году, но способность измерять их массу оставалась нереаоищуемой в течение 30 лет. С тех пор астрономы открыли три нейтронные звезды, которые почти совпадают (или даже, возможно, немного превышают) обычно наблюдаемый для таких объектов верхний предел из двух масс Солнца.

Дополнительные исследования показали, что большинство стабильных массивных нейтронных звезд ведут себя так, как будто они имеют эти теоретические кварковые ядра в своих центрах.

Зафиксированные от них сигналы показали ограничения величины, на которую эти бывшие звезды могут растягиваться, приближаясь друг к другу, несмотря на мощные гравитационные силы, возникающие во время столкновений. Это открытие позволило исследователям определить, что ни одна из звезд в столкновении не могла быть больше 26 км (16 миль) в поперечнике.