Внутри нейтронных звёзд может скрываться материя времён Большого взрыва — кварк-глюонная плазма

Астрофизикам впервые удалось обнаружить косвенные признаки присутствия кварк-глюонной плазмы в недрах нейтронных звезд. Это уникальное состояние материи, доминировавшее во Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва, было выявлено благодаря синтезу данных рентгеновской астрономии и математического моделирования сверхплотных сред, характерных для данных объектов.

Кварк-глюонная плазма представляет собой субстанцию из свободных кварков и глюонов, которые в обычных условиях прочно «заперты» внутри нуклонов. Если в земных лабораториях — например, на Большом адронном коллайдере — подобное состояние достигается лишь на мимолетные мгновения, то колоссальное давление и температура в центрах нейтронных звезд позволяют материи переходить в этот экзотический фазовый режим на постоянной основе.

Тщательное изучение масс и спектральных характеристик ряда звезд выявило параметры, которые невозможно объяснить в рамках стандартных моделей плотного вещества. Расчеты указывают на вероятное формирование в их центре ядра из кварк-глюонного «супа», окруженного более привычной нейтронной оболочкой. Эти выводы подтверждаются специфической динамикой изменения радиуса звезд и особенностями их электромагнитного излучения.

Иллюстрация: ESA

Исследователи полагают, что наличие этой сверхплотной фазы проливает свет на природу аномальных рентгеновских всплесков и нестандартные параметры вращения компактных звезд. Кроме того, полученные сведения предоставляют ценный материал для верификации теорий сильного взаимодействия и понимания механизмов эволюции вещества в масштабах космоса.

Сопоставление с моделями раннего развития космоса подтвердило, что физическая среда внутри нейтронных звезд практически идентична той, что существовала в первые микросекунды после рождения Вселенной. Таким образом, эти небесные тела выступают в роли «естественных лабораторий», позволяющих тестировать фундаментальные физические процессы в экстремальных условиях.

Ключевым достижением работы стала демонстрация того, что современные аналитические инструменты и методы наблюдений способны эффективно идентифицировать следы экзотических состояний материи в астрофизических объектах. Это открывает качественно новые перспективы для изучения фундаментальных сил природы.

Источник: iXBT