Раскрыта новая фаза материи внутри нейтронных звезд

Ученые Технического университета Дармштадта в Германии и Института Нильса Бора в Копенгагене (Дания) раскрыли новую фазу вещества в недрах нейтронных звезд. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Благодаря экстремальной плотности нейтронных звезд материя внутри них может принимать экзотические состояния. Одна из гипотез состоит в том, что протоны и нейтроны деформируются в пластины и струны, которые называются «ядерной пастой».

Физики разработали новый теоретический подход для изучения состояния ядерной материи во внутренней коре нейтронных звезд. Он включал расчет энергии ядерной материи как функции фракции протонов, а также парные взаимодействия между частицами и взаимодействия между тремя нуклонами.

Материя во внешней коре не такая плотная, как внутри, и там все еще есть атомные ядра. По мере увеличения плотности в атомных ядрах образуется избыток нейтронов. Нейтроны могут выпадать из ядер, что известно как «нейтронное капание», поэтому атомные ядра плавают в своего рода нейтронном соусе.

Однако оказалось, что не только нейтроны, но и протоны могут выпадать из ядер, образуя протонные капли. Эта фаза, состоящая из протонов, сосуществует с нейтронами и способствует стабилизации ядерной пасты.

Результаты исследования способствуют улучшению теоретического понимания нейтронных звезд, что поможет сравнивать их с астрофизическими наблюдениями. Более точное описание этих объектов позволит в подробностях описывать различные явления, такие как пульсирующее радиоизлучение.