Отримано нові докази наявності ядер з кваркової матерії в масивних нейтронних зорях

30 / 12 / 2023 07:00, автор: Анатолій Колесник
Отримано нові докази наявності ядер з кваркової матерії в масивних нейтронних зорях - фото
На малюнку зображено різні шари усередині масивної нейтронної зорі, де червоним представлено велике ядро з кваркової матерії. Credit: Jyrki Hokkanen, CSC

Новий теоретичний аналіз оцінює ймовірність того, що масивні нейтронні зорі приховують ядра невизначеної кваркової матерії, на значення від 80 до 90 відсотків. Результату було досягнуто за допомогою потужних суперкомп′ютерних обчислень із застосуванням байєсового статистичного виведення.

Про це розповідається у пресрелізі на сайті Гельсінського університету, передають OstanniPodii.com.

Екзотичний стан речовини при найвищій густині

Ядра нейтронних зір містять речовину з найвищою густиною, досягнутою в нашому сучасному Всесвіті: дві маси Сонця стиснуті всередині сфери діаметром 25 км. Ці астрофізичні об′єкти можна уявити як гігантські атомні ядра, в яких гравітація стискає їхні центри до густин, що у багато разів перевищують густини окремих протонів і нейтронів.

Такі густини роблять нейтронні зорі цікавими астрофізичними об′єктами з точки зору фізики елементарних частинок та ядерної фізики.

Вже давно є відкритим питання, чи може величезний центральний тиск нейтронних зір стискати протони й нейтрони до нової фази речовини, відомої як холодна кваркова матерія. У цьому екзотичному стані речовини окремі протони й нейтрони більше не існують.

"Натомість їхні складові, кварки та глюони, звільняються від своїх типових колірних обмежень і можуть рухатися майже вільно", - пояснює співавтор дослідження Алексі Вуорінен, професор теоретичної фізики елементарних частинок в Гельсінському університеті.

Зіпсувати день все ще може сильний фазовий перехід

У новій статті, опублікованій в журналі Nature Communications, було вперше надано кількісну оцінку ймовірності існування ядер з кваркової матерії всередині масивних нейтронних зір. Дослідники показали, що, виходячи з сучасних астрофізичних спостережень, кваркова матерія майже неминуча у наймасивніших нейтронних зорях: кількісна оцінка, яку отримала команда, помістила цю ймовірність в діапазон 80-90%.

Залишкова невелика ймовірність того, що всі нейтронні зорі складаються лише з ядерної матерії (протонів-нейтронів), вимагає, щоб перехід від ядерної до кваркової матерії був сильним фазовим переходом першого порядку, дещо подібним до того, як рідка вода перетворюється на лід. Така швидка зміна властивостей речовини нейтронної зорі може дестабілізувати зорю таким чином, що утворення навіть малесенького зоряного ядра з кваркової матерії призведе до колапсу зорі й перетворення її на чорну діру.

Ця міжнародна співпраця між вченими з Фінляндії, Норвегії, Німеччини та США змогла ще раз продемонструвати, як існування зоряних ядер з кваркової матерії може одного дня бути або повністю підтверджено, або спростовано. Ключовим моментом є можливість обмежити силу фазового переходу між ядерною та кварковою матерією, який, як очікується, стане можливим після того, як одного дня буде зареєстровано гравітаційно-хвильовий сигнал від останньої частини процесу злиття бінарної нейтронної зорі.

Масивні суперкомп′ютерні обчислення з використанням даних спостережень

Ключовим компонентом в отриманні нових результатів був комплекс масивних обчислень на суперкомп′ютері з використанням байєсового висновування -- розділу статистичного виведення, в якому ймовірності різних параметрів моделі виводяться шляхом прямого порівняння зі спостережними даними.

Байєсовий компонент дозволив дослідникам отримати нові межі для властивостей матерії нейтронних зір, продемонструвавши, що вони наближаються до так званої конформної поведінки поблизу ядер наймасивніших стабільних нейтронних зір.

ТЕГИ:

 

Останні новини

сьогодні:
четвер, 18 квітня:

всі новини


 
ПОПУЛЯРНІ НОВИНИ:
16-21 квітня в Києві проходять продуктові ярмарки

06:36, 16 квітня 2024 р.
16-21 квітня в Києві проходять продуктові ярмарки
 
JWST встановив причину найяскравішого гамма-спалаху, але погли...

17:01, 13 квітня 2024 р.
JWST встановив причину найяскравішого гамма-спалаху, але погли...
 
"Проковтнута", розірвана, чи житиме далі: що буде із Землею, к...

07:09, 12 квітня 2024 р.
"Проковтнута", розірвана, чи житиме далі: що буде із Землею, к...
 
Почалася 779 доба повномасштабного російського вторгнення

08:04, 12 квітня 2024 р.
Почалася 779 доба повномасштабного російського вторгнення
 
ISW: окупанти продовжують просуватися завдяки нестачі ППО в Ук...

06:09, 12 квітня 2024 р.
ISW: окупанти продовжують просуватися завдяки нестачі ППО в Ук...
 
 
СХОЖІ НОВИНИ:
В нашій галактиці знайдено таємничий об′єкт, який може бути на...

11:49, 20 січня 2024 р.
В нашій галактиці знайдено таємничий об′єкт, який може бути на...
 
У вимірюванні розширення Всесвіту можуть допомогти зіткнення н...

08:50, 3 жовтня 2023 р.
У вимірюванні розширення Всесвіту можуть допомогти зіткнення н...
 
Учені склали карту поривчастих вітрів у системі далекої нейтро...

05:22, 11 квітня 2023 р.
Учені склали карту поривчастих вітрів у системі далекої нейтро...
 
Надважкі нейтронні зорі були знайдені у старих спостереженнях

01:21, 11 січня 2023 р.
Надважкі нейтронні зорі були знайдені у старих спостереженнях
 
Космічні шоколадні праліне? Розкрито загальну структуру нейтро...

20:41, 16 листопада 2022 р.
Космічні шоколадні праліне? Розкрито загальну структуру нейтро...
 
Цей сайт та сторонні віджети на ньому використовують COOKIE, що необхідно для повноцінної роботи сайту. “Куки” – це безпечна технологія збирання аналітичної інформації про відвідувачів. Їх можна відключити у налаштуваннях Вашого браузера. Погодитися на використання Cookie