Австрийские астрофизики из Инсбрукского университета выяснили, почему нейтронные звезды иногда внезапно ускоряют свое вращение вопреки известным законам природы. Это оказалось связано с парадоксальными свойствами составляющего их вещества. Исследование опубликовано в научном журнале Physical Review Letters (PRL).
Нейтронные звезды образуются при затухании массивных звезд, когда ядро огромного светила под действием гравитационных сил коллапсирует до объекта шириной около 20 километров. Материя в подобном объекте обладает невероятной плотностью — одна ее частица размером с кубик сахара на Земле весила бы около 1 млрд тонн, что сравнимо с весом 150 пирамид Хеопса в Египте.
Поскольку получить образцы вещества нейтронных звезд для анализа невозможно, ученые прибегли к моделированию, позволившему изучить происходящие внутри остывших звездных ядер процессы. Для этого исследователи проанализировали смесь ультрахолодных атомов редкоземельных металлов эрбия и диспрозия.
Расчеты показали, что материя под поверхностью нейтронных звезд существует в форме сверхтекучей жидкости с нулевой вязкостью. Она вращается в виде множества крошечных вихрей. В определенные моменты это вещество может одновременно проявлять как сверхтвердые, так и сверхтекучие свойства. Когда это происходит, вихри вырываются из жидкого ядра к внешней кристаллической коре, резко ускоряя ее вращение.
«Это исследование демонстрирует новый подход к пониманию поведения нейтронных звезд и открывает новые возможности для квантового моделирования звездных объектов в низкоэнергетических земных лабораториях», — отметила автор исследования, астрофизик Франческа Ферлайно.
Ранее астрономы обнаружили еще одну космическую угрозу для Земли — вероятность слияния двух нейтронных звезд вблизи нашей планеты.