Нейтронная звезда оказалась сверхтекучей

Мы привыкли воспринимать звезды как облака раскаленного газа, а оказывается, они могут пребывать также и в жидком состоянии. К таким независимым выводам пришли две группы астрофизиков из Московского физико-технического института имени Иоффе и Национального автономного университета Мексики, наблюдая за нейтронной звездой под названием Кассиопея А.

Нейтронные звезды образуются в результате взрыва сверхновых и представляют собой конечный этап жизни светила. Они состоят из нейтронной сердцевины и тонкой коры вырожденного вещества с преобладанием ядер железа и никеля. Размер таких небесных тел очень мал — около 20-30 километров в диаметре. Зато плотность чрезвычайно высока и в несколько раз превышает плотность атомного ядра. По словам специалистов, вещество, из которого состоят звезды, настолько плотно, что протоны и электроны "слипаются" между собой, образуя нейтроны.

Интересно, что существование нейтронных звезд было теоретически предсказано еще до того, как они были открыты. В 1933 году астрономы Вальтер Бааде и Фриц Цвикки высказали предположение, что в результате взрыва сверхновых образуются подобные объекты. Первое же официально признанное наблюдение такой звезды относится к 1968 году.

Когда были обнаружены нейтронные звезды, ученые предположили, что материя, из которой состоят их ядра, может переходить в сверхтекучее состояние — при этом ее вязкость становится равной нулю и отсутствие трения позволяет веществу, к примеру, с легкостью просачиваться через узкие отверстия… Под воздействием высоких давлений и температур происходят процессы образования нейтрино, способствующих охлаждению звезды. Одним из свойств таких объектов является изменение их температуры и магнитного поля. Однако до недавних пор все эти предположения существовали лишь в теории и не подтверждались фактическими доказательствами.

В 2004 году астрофизики обратили внимание на то, что звезда Кассиопея А быстро охлаждается. Они высказали предположение, что это объясняется переходом объекта в сверхтекучее состояние. Ученые смогли определить параметры падения температуры, однако у них не хватало данных наблюдений, чтобы уточнить, при какой температуре происходит переход в жидкую форму.

Эти данные были получены не так давно при помощи орбитальной рентгеновской лаборатории Chandra. Оказалось, что с 1999 года, когда была обнаружена Кассиопея А, ее температура снизилась на целых четыре процента.

Изменения температуры других нейтронных звезд зафиксировать не удалось, так как процесс происходит очень медленно и для того, чтобы получить нужные параметры, требуется гораздо большее количество времени.

Правда, две группы исследователей разошлись по поводу точных значений температуры звезды, необходимых для ее перехода в сверхтекучее состояние. Российские астрофизики считают, что это значение соответствует 0,5 миллиарда кельвинов. Мексиканцы же убеждены, что оно находится в пределах от 0,7 до 0,9 миллиарда кельвинов (ноль кельвинов соответствует температуре минус 273,15 градуса по Цельсию).

Читайте также: Российские астрономы открыли редкую звезду

Звезда Кассиопея А находится в созвездии Кассиопеи, которое можно наблюдать в Северном полушарии неба. Туда входят 150 звезд, хорошо видимых с Земли невооруженным глазом. 90 из них отличаются повышенной яркостью. Большая часть созвездия Кассиопеи расположена в районе Млечного Пути и содержит множество рассеянных звездных скоплений.

Созвездие легко найти на небе: его ярчайшие звезды образуют фигуру, которая в декабре похожа на букву "М", а в июне на букву "W". Кассиопея А, расположенная между β Кассиопеи и δ Цефея, является самой юной из наблюдаемых нейтронных звезд нашей Галактики. От Земли ее отделяет расстояние около 11,3 тысячи световых лет. Возможно, именно ее в 1680 году наблюдал британский королевский астроном Джон Фламстид.

Эта звезда является мощнейшим источником галактического радиоизлучения. В 1951 году при помощи фотопластинок, чувствительных к красному свету, вблизи Кассиопеи А были зафиксированы обрывки небольшой радиотуманности. Скорость ее расширения указывала на то, что взрыв, в результате которого образовалась туманность, произошел примерно в 1667 году.

Читайте также: "Звезда дьявола" станет вторым солнцем?

А в прошлом году была открыта самая тяжелая из всех известных нейтронных звезд. Масса этого светила составляет около 1,97 массы Солнца, что намного превышает существовавшие ранее гипотетические пределы.

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"