Космическая «ядерная паста» может быть более странной, чем предполагалось ранее

Космическая «ядерная паста» может быть более странной, чем предполагалось ранее

Корки нейтронных звезд — космических родственников черных дыр — обладают странным видом материи, которой ученые дали имя «ядерная паста».

Теперь, ученые обнаружили, что ядерная паста может быть еще более странной, чем считалось ранее. Образованная из различных кусков, ядерная паста может обладать мощным магнитным полем и создавать более сложные, беспорядочные формы, говорят исследователи.

Нейтронная звезда, как и черная дыра, является остатком звезды, которая умерла в результате катастрофического взрыва сверхновой. Нейтронные звезды являются, как правило, небольших размеров, с диаметром около 19 километров или около того, но они настолько плотные, что их масса может быть примерно такой же, как у Солнца. Кусок нейтронной звезды размером с кусочек сахара может весить 100 миллионов тонн, что делает нейтронные звезды самыми плотными объектами во Вселенной, после черных дыр.

Редкостное состояние вещества, получившее название «ядерной пасты» (ядерных макарон), получается в результате сближения атомных ядер настолько близко друг к другу, что создается внешняя видимость, по форме напоминающая макароны – некоторые из них видятся как плоские листы (лазанья), другие – как спирали (фузилли).

Ядерные макароны были предположены теоретиками в 2013 году. Исследователи экспериментально обнаружили доказательства того, что эта странная фаза вещества на самом деле существует.

В прошлом анализируя это новое состояния материи предполагалось, что ядерные макароны состоят из идеальных и простых кусков. Но теперь ученые выяснили, что на этой фазе вещества могут образовываться более сложные, беспорядочные формы.

«Мы пытаемся определить все детальные свойства чрезвычайно плотных экзотических материалов в звездах», говорит ведущий автор исследования Чарльз Горовиц, физик из Университета Индианы в Блумингтоне.

Поскольку ученые не имеют возможности на Земле создать вещество, из которого состоит нейтронная звезда, они полагаются на компьютерное моделирование.

«Наши расчеты ядерной пасты включают большое количество нуклонов, около 410 000 – это больше, чем во всех предыдущих исследованиях», рассказал Горовиц.

Исследователи обнаружили, что плоские части ядерной пасты могут быть долгоживущими формами, которые соединяют эти листы.

«Я пытался в течение многих лет представить себе нейтронную звезду с различными видами ядерных пород, разломов, гор», говорит Горовиц. «Затем, во время одного из процессов моделирования молекулярной динамики заметил ошибку — дефект в совершенных формах ядерных макарон, которые сохранялись в течение очень долгого времени».

Эти уродливые куски ядерной пасты могут сделать нейтронную звезду даже менее тепло- и электропроводящей, чем куски ядерной пасты, которую удавалось смоделировать во время предыдущих исследований. Это могло бы объяснить спектр света от системы MXB 1659-29, которая имеет нейтронную звезду.

Явление ядерной пасты в состоянии объяснять отсутствие пульсаров с длинными периодами вращения. Ученые понимают, что, если атомные ядра внутри звезд становятся частью других структур, удельное электрическое сопротивление растет, усложняя движение электронов сквозь вещество. Это, в свою очередь, заставляет магнитное поле звезды рассеиваться намного быстрее. Обычно, вращение пульсаров обнаруживается вследствие порождения ими электромагнитных волн, что становится причиной потери звездами момента импульса. Но, если магнитное поле звезд и так ограничено, как и должно быть в случае ядерной пасты, генерирование электромагнитных волн не будет столь интенсивным, то есть скорость вращении снижаться не будет.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *