Ученые открыли тайну «ядерных макарон» внутри нейтронных звезд

Нейтронные звезды — это невероятные космические реликты. Они рождаются, когда массивная звезда коллапсирует, втискивая массу нескольких солнц в шар размером с город. Представьте Красную площадь, набитую веществом такой чудовищной плотности, что атомы перестают существовать — их буквально раздавливает.

Но что происходит у них внутри? Это одна из величайших загадок современной астрофизики. Внешние слои, как считается, состоят почти целиком из нейтронов. Но в самом центре давление такое чудовищное, что даже нейтроны распадаются на составляющие — кварки, образуя невообразимо плотную кварковую материю.

Что связывает сердце и оболочку звезды?

Именно взаимодействие между этим экзотическим кварковым ядром и нейтронной «скорлупой» определяет, как звезда вращается, как вибрирует и что происходит, когда две такие звезды сталкиваются в космической катастрофе.

Двое ученых решили заглянуть в эту загадочную переходную зону, на границу двух миров. Именно там и обитают те самые «ядерные макароны» — компактные сгустки нейтронов, плавающие в море кварков. Их формы поражают воображение: капельки, трубочки, стержни и пузыри. Ну разве не напоминает пасту: фузилли, пенне, букатини?

Ключевую роль здесь играет так называемое «напряжение кривизны» — своего рода сопротивление материала изменению своей формы. Похожий принцип заставляет каплю воды стремиться стать шариком.

И вот что выяснилось: это самое напряжение может работать как защитный каркас, позволяя некоторым формам «макарон» — особенно трубкам и пузырям — выживать при гораздо больших давлениях и глубже проникать в кварковое ядро. Капли и стержни, увы, исчезают быстрее.

«И что с того?» — спросите вы. А то, что такие, казалось бы, тонкие детали могут иметь глобальные последствия. Когда две нейтронные звезды сталкиваются, порождая феерические килоновые взрывы, именно внутренняя структура звезд определяет, как именно пройдет этот взрыв и — что самое главное — какие тяжелые элементы, вроде золота и платины, он сможет создать и разбросать по галактике. Получается, форма «макарон» в недрах звезды может влиять на состав будущих украшений на Земле. Звучит как научная фантастика, не правда ли?