Получены новые доказательства наличия ядер из кварковой материи в массивных нейтронных звездах

30 / 12 / 2023 07:00, автор: Анатолій Колесник
Получены новые доказательства наличия ядер из кварковой материи в массивных нейтронных звездах - фото
На рисунке изображены различные слои внутри массивной нейтронной звезды, где красным представлено большое ядро из кварковой материи. Credit: Jyrki Hokkanen, CSC

Новый теоретический анализ оценивает вероятность того, что массивные нейтронные звезды скрывают ядра неопределенной кварковой материи, на значение от 80 до 90 процентов. Результат был достигнут с помощью мощных суперкомпьютерных вычислений с применением байесовского статистического вывода.

Об этом рассказывается в пресс-релизе на сайте Хельсинкского университета, передают OstanniPodii.com.

Экзотическое состояние вещества при самой высокой плотности

Ядра нейтронных звезд содержат вещество с самой высокой плотностью, достигнутой в нашей современной Вселенной: две массы Солнца сжаты внутри сферы диаметром 25 км. Эти астрофизические объекты можно представить как гигантские атомные ядра, в которых гравитация сжимает их центры до плотностей, во много раз превышающих плотности отдельных протонов и нейтронов.

Такие плотности делают нейтронные звезды интересными астрофизическими объектами с точки зрения физики элементарных частиц и ядерной физики.

Уже давно открыт вопрос, может ли огромное центральное давление нейтронных звезд сжимать протоны и нейтроны до новой фазы вещества, известной как холодная кварковая материя. В этом экзотическом состоянии вещества отдельные протоны и нейтроны больше не существуют.

"Вместо этого их составляющие, кварки и глюоны, освобождаются от своих типичных цветовых ограничений и могут двигаться почти свободно", - объясняет соавтор исследования Алекси Вуоринен, профессор теоретической физики элементарных частиц в Хельсинкском университете.

Испортить день все еще может сильный фазовый переход

В новой статье, опубликованной в журнале Nature Communications, была впервые дана количественная оценка вероятности существования ядер из кварковой материи внутри массивных нейтронных звезд. Исследователи показали, что, исходя из современных астрофизических наблюдений, кварковая материя почти неизбежна в самых массивных нейтронных звездах: количественная оценка, которую получила команда, поместила эту вероятность в диапазон 80-90%.

Остаточная небольшая вероятность того, что все нейтронные звезды состоят только из ядерной материи (протонов-нейтронов), требует, чтобы переход от ядерной к кварковой материи был сильным фазовым переходом первого порядка, несколько подобным тому, как жидкая вода превращается в лед. Такое быстрое изменение свойств вещества нейтронной звезды может дестабилизировать звезду таким образом, что образование даже маленького звездного ядра из кварковой материи приведет к коллапсу звезды и превращению её в черную дыру.

Это международное сотрудничество между учеными из Финляндии, Норвегии, Германии и США смогло еще раз продемонстрировать, как существование звездных ядер из кварковой материи может однажды быть либо полностью подтверждено, либо опровергнуто. Ключевым моментом является возможность ограничить силу фазового перехода между ядерной и кварковой материей, который, как ожидается, станет возможным после того, как однажды будет зарегистрирован гравитационно-волновой сигнал от последней части процесса слияния бинарной нейтронной звезды.

Массивные суперкомпьютерные вычисления с использованием данных наблюдений

Ключевым компонентом в получении новых результатов был комплекс массивных вычислений на суперкомпьютере с использованием байесовского вывода -- раздела статистического вывода, в котором вероятности различных параметров модели выводятся путем прямого сравнения с наблюдательными данными.

Байесовый компонент позволил исследователям получить новые пределы для свойств материи нейтронных звезд, продемонстрировав, что они приближаются к так называемому конформному поведению вблизи ядер самых массивных стабильных нейтронных звезд.

ТЕГИ:

 

Последние новости


все новости


 
ПОПУЛЯРНЫЕ НОВОСТИ:
9-14 апреля в Киеве пройдут районные ярмарки

20:26, 8 апреля 2024 г.
9-14 апреля в Киеве пройдут районные ярмарки
 
Астрономы обнаружили беспрецедентное поведение от ближайшего м...

07:58, 9 апреля 2024 г.
Астрономы обнаружили беспрецедентное поведение от ближайшего м...
 
Ночью уничтожено 17 из 24 "шахедов" и одна ракета Х-59

07:46, 8 апреля 2024 г.
Ночью уничтожено 17 из 24 "шахедов" и одна ракета Х-59
 
Начались 775 сутки широкомасштабного российского вторжения

07:32, 8 апреля 2024 г.
Начались 775 сутки широкомасштабного российского вторжения
 
Начались 774 сутки полномасштабного российского вторжения

07:14, 7 апреля 2024 г.
Начались 774 сутки полномасштабного российского вторжения
 
 
ПОХОЖИЕ НОВОСТИ:
В нашей галактике найден таинственный объект, который может бы...

11:49, 20 января 2024 г.
В нашей галактике найден таинственный объект, который может бы...
 
В измерении расширения Вселенной могут помочь столкновения ней...

08:50, 3 октября 2023 г.
В измерении расширения Вселенной могут помочь столкновения ней...
 
Ученые составили карту порывистых ветров в системе далекой ней...

05:22, 11 апреля 2023 г.
Ученые составили карту порывистых ветров в системе далекой ней...
 
Сверхтяжелые нейтронные звезды были обнаружены в старых наблюд...

01:21, 11 января 2023 г.
Сверхтяжелые нейтронные звезды были обнаружены в старых наблюд...
 
Космические шоколадные пралине? Раскрыта общая структура нейтр...

20:41, 16 ноября 2022 г.
Космические шоколадные пралине? Раскрыта общая структура нейтр...
 
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