Астрономы зафиксировали выбросы из жидкого ядра в нейтронных звёздах

Австрийские астрофизики из Университета Инсбрука провели исследование, которое раскрывает причины внезапного ускорения вращения нейтронных звезд, противоречащего известным законам природы. Это ускорение, как оказалось, связано с удивительными свойствами вещества, из которого они состоят. Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Physical Review Letters (PRL).

Нейтронные звезды формируются в результате коллапса массивных звезд, при котором ядро светила, поддавшись гравитационным силам, сжимается до объекта размером около 20 километров. Вещество внутри такого объекта обладает невероятной плотностью — одна частица этого вещества на Земле была бы размером кубика сахара и весила бы около 1 млрд тонн, что эквивалентно весу 150 пирамид Хеопса в Египте.

Поскольку получить образцы вещества из нейтронных звезд невозможно, ученые использовали моделирование для изучения внутренних процессов затухших звездных ядер. В своем исследовании они анализировали смесь ультрахолодных атомов редкоземельных металлов эрбия и диспрозия.

Расчёты показали, что вещество под поверхностью нейтронных звезд существует в форме сверхтекучей жидкости с нулевой вязкостью, вращаясь в виде множества крошечных вихрей. В определённых моментах это вещество может одновременно обладать свойствами как сверхтвёрдого, так и сверхтекучего состояния. Когда это происходит, вихри выбрасываются из жидкого ядра к внешней кристаллической коре, что резко ускоряет её вращение.

"Это исследование представляет собой новый подход к пониманию поведения нейтронных звезд и открывает новые возможности для квантового моделирования звездных объектов в низкоэнергетических земных лабораториях", — отметила автор исследования, астрофизик Франческа Ферлайно.