Команда исследователей предложила теорию, способную объяснить неожиданно быстрое остывание самой молодой нейтронной звезды Млечного Пути, находящейся в туманности Кассиопея А. За 20 лет наблюдений температура ее поверхности снизилась на несколько процентов — намного больше, чем допускали прежние астрономические теории. Эта звезда, чей возраст составляет всего 345 лет, удивляет учёных, ведь обычно такие объекты так быстро не охлаждаются. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе РАН.
Обычно молодые нейтронные звезды теряют тепло из-за огромных потоков нейтрино — мельчайших частиц, которые легко покидают плотные недра звезды и уносят оттуда энергию.
Около 15 лет назад считалось, что ускоренное охлаждение Кассиопеи А связано с развитием в её ядре сверхтекучести — это особое состояние вещества, способствующее более интенсивному выходу нейтрино.
Однако дальнейшие наблюдения поставили эту гипотезу под сомнение.
В своей новой работе физики предлагают свежую модель: согласно ей, причиной быстрого охлаждения являются исключительно мощные нейтринные процессы, происходящие в самом центре звезды и не обязательно связанные с возникновением сверхтекучести.
Такие реакции интенсивно охлаждают внутреннюю область, и только спустя сотни лет это отражается и на поверхности, объясняя задержку между началом внутренних изменений и их внешним проявлением.
Понимание, как именно остывают нейтронные звезды, дает ценные сведения об их внутреннем строении и свойствах сверхплотного вещества, которое невозможно изучить в лабораторных условиях. Новая гипотеза, как отмечают авторы статьи, расширяет знания о процессах, происходящих внутри этих космических объектов, и поможет узнать больше о природе материи при экстремальных давлениях и температурах.
Нейтронные звезды — это невероятно плотные и экзотические объекты. Они вмещают массу, равную Солнцу, в шар диаметром всего около 10 км. В таких условиях материя переходит в особое состояние, сохраняющее уникальные свойства на уровне субатомных частиц.
Ученые предполагают, что внутри этих объектов могут проявляться эффекты сродни сверхтекучести и сверхпроводимости, только при значительно более высоких температурах, чем на Земле.
Остывание нейтронных звезд существенно отличается от процессов в обычных звездах. Когда в звезде заканчиваются запасы ядерного топлива и она взрывается как сверхновая, образуется туманность, а в её центре часто рождается нейтронная звезда. В случае Кассиопеи А у ученых есть редкая возможность наблюдать изменение температуры этого объекта буквально «по часам», что даёт особую ценность исследованиям.
Специалисты из Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН создали новую модель, учитывающую обнаруженные аномальные темпы охлаждения. Ранее считалось, что сверхтекучесть отвечает за ускоренный спад температуры, однако новая теория показывает важную роль других, ещё более мощных нейтринных реакций, которые запускают охлаждение без обязательного присутствия сверхтекучести.
Полученные выводы согласуются с последними наблюдениями и помогают объяснить наблюдаемые данные.
Раскрытие природы стремительного остывания нейтронных звезд, по мнению авторов работы, откроет новые горизонты в исследовании свойств сверхплотного вещества и внесёт вклад в развитие астрофизики плотных объектов.
Президент РАН Геннадий Красников раскрыл этапы российской лунной программы. Ближайшими миссиями на спутник Земли станут запуск орбитальной станции «Луна-26» в 2028 году для выбора посадочных площадок.