Астрономія
Астрономія

Ядерна паста охолоджує нейтронні зірки

Kevin Gill / flickr

Kevin Gill / flickr

Дослідники змоделювали фази ядерної пасти, особливого виду матерії всередині нейтронної зірки, та виявили, що випромінювання нейтрино у ній буде на 3-4 порядки більше, ніж у ядрі зірки. Таким чином, нейтринне випромінювання ядерної «пасти» може домінувати над випромінюванням ядра та суттєво впливати на охолодження нейтронних зірок. Стаття про це доступна у журналі Physical Review C.

Що відбувається всередині нейтронних зірок?

Нейтронні зірки охолоджуються, в першу чергу, випромінюванням нейтрино з їхніх внутрішніх шарів з високою густиною. Нейтрино формується, коли нейтрон розпадається, створюючи низькоенергетичний протон і надлегке нейтрино. Рентгенівські спостереження за поверхневими температурами нейтронних зірок можуть дати уявлення про екзотичні фази матерії високої густини всередині них. Очікується, що біля кори нейтронної зірки, безпосередньо перед переходом до однорідної ядерної речовини з протонів та нейтронів, матерія знаходиться у стані ядерної пасти. Конкуренція між двома протилежними силами, кулонівським відштовхуванням та ядерним тяжінням, змушує речовину приймати складні форми, що дійсно нагадують макаронні вироби. Розрізняють декілька видів цієї речовини: ньоккі, вафлі, лазанью та анти-спагетті.

Структура різновиду ядерної пасти — ядерної лазаньї. Z. Lin et al /  Physical Review C

Структура різновиду ядерної пасти — ядерної лазаньї. Z. Lin et al / Physical Review C

Що показало нове моделювання?

Вчені зробили вдосконалені розрахунки коефіцієнту випромінювання нейтрино ядерною пастою на основі динамічного молекулярного моделювання великих масштабів. Це дозволило дослідити властивості більш складних форм ядерної пасти. Ці звивисті шаруваті форми мають області низької густини, що дозволяє їм стискатися та поглинати імпільси. Таким чином, випромінювання нейтрино у цій матерії може бути на 3-4 порядки більше, ніж в ядрах нейтронних зірок. Це може мати помітний вплив на охолодження нейтронних зірок та на рентгенівські спостереження теплового випромінювання.

Дослідження припускає, що нейтронні зірки охолоджуються повільніше, ніж очікувалося. Отже, вони існують довше.