Нейтронные звезды - злые призраки сверхновых: ядерная паста освобождает нейтрино

Нейтронные звезды могут быть горячими ядрами экзотической материи, которая является остатком сверхновых. Чтобы остыть, им требуются долгие временные периоды

Нейтронные звезды могут быть горячими ядрами экзотической материи, которая является остатком сверхновых. Чтобы остыть, им требуются долгие временные периоды. Современные астрономы пришли к выводу, что теперь им известен этот механизм. Остывая, нейтронные звезды образуют эфирные частицы нейтрино. Эти частицы выполняют задачу промежуточного типа материи, в котором атомы практически полностью смешиваются друг с другом. Таким образом из них создается некая структура ядерной пасты. Плотность внутри звезд при этом крайне низкая, и нейтрино вместе с теплом могут оказаться на внешней поверхности.

Чайная ложка этой пасты, как считают ученые, может весить миллиарды тонн. И такая высокая плотность вещества помогает удерживать тепло, но оно редко поднимается на поверхность, чтобы покинуть свое основное место образования.

Но постепенно тепло уходит и каждая нейтронная звезда прекращает свое существование. Обычные же звезды состоят из понятного науке вещества и из атомов. Это крошечные шарики протонов и нейтронов, они окружены огромными вращающимися облаками электронов. Но недра нейтронных звезд настолько полны, что атомная структура может разрушаться и при этом создается огромная площадь ядерной материи – той самой ядерной пасты. За пределами нейтронных звезд эта материя относится к веществу внутри атомных ядер, к плотным шарам нейтронов и протонов.

Ученые до конца не понимают, какими механизмами регулируются эти сложные правила. Но они пришли к выводу, что ядерная паста – это то, что присутствует между обычным веществом и ядерным веществом.

Чарльз Горовиц, физик из Университета штата Иллинойс, считает, что если сжимать материю в нейтронной звезде, то ядра становятся ближе друг к другу и начнут соприкасаться. При их соприкосновении возможны самые странные вещи: давление может высоко подниматься и структура обычной материи может полностью разрушиться до недифференцированного ядерного «бульона». В тех областях, где ядра начинают соприкасаться, но атомная структура полностью не разрушена, материя принимает сложные формы, которые и называют «пастой».

И некоторые из них напоминают макаронные изделия. Новое исследование показало, как паста помогает избавляться от нейтрино, возникающих в этой сверхъестественной среде. Основная формула из образования проста: нейтрон распадается и превращается в легкий протон с низкой энергией и сверхлегкое нейтрино.

Это простой процесс, который происходит в космическом пространстве, в том числе и на Солнце. Нейтроны передвигаются на высоких энергиях с большим импульсом. Но рецепт нейтрино требует производства протона без импульса, который не может исчезнуть без причины. А легкие нейтрино не могут получить импульс относительно больших распадающихся нейтронов. И получается, что единственное место для импульса – окружающая его внешняя среда.

Z. Lin et al.

Поскольку она состоит из плотной и жесткой материи, это место не считается самым лучшим для импульса. Созданные модели демонстрируют, что ядерная материя может поглотить большие объемы импульса, прежде чем нейтрино покинут нейтронную звезду.

Большую часть этой проблемы может решить ядерная паста. Ее слоистые спиралевидные формы поглощают импульс волнообразным движением. И в таком случае выбросы нейтрино из ядерной пасты не только более вероятны, но и более эффективны.

Последнее


ТОП недели