Раскрыты новые подробности происходящего внутри самых странных звезд, пишут астрофизики в недавней статье. Речь идет о так называемых кварковых звездах. Это один из разнообразных результатов «смерти» светил.
Звезда «живет», пока у нее в ядре продолжается термоядерный синтез, во время которого не только водород превращается в гелий, но и образуются многие другие химические элементы. Все это «бурление» противодействует гравитации и не дает сжимать звездное ядро. Но рано или поздно топливо для всех этих реакций заканчивается, и гравитация берет свое: ядро начинает коллапсировать.
До какой степени оно сожмется, зависит от его массы. Если она небольшая, как у нашего Солнца, то ядро светила уменьшится до размеров планеты и станет таким типом звезды, который называется белым карликом. У него внутри вещество самое обыкновенное, состоит из полноценных атомов.
Но если ядро «весит» больше всего Солнца целиком, то его неимоверное сжатие приведет уже к разрушению атомов и превращению вещества в сверхплотный сгусток субатомных частиц. Притом в основном это нейтроны, потому что в протоны «вдавливаются» электроны, и от этого образуются опять же нейтроны. Отсюда и название такого типа бывшего звездного ядра — нейтронная звезда. Она в размерах — как крупный город, то есть сравнима с астероидом.
Но дело в том, что нейтрон и протон — тоже не самое элементарное состояние материи. Они оба состоят из кварков двух типов, просто в разных комбинациях: сочетание двух u-кварков и одного d-кварка образует протон, а два d- и один u- дают нейтрон.
Так вот, если масса у звездного ядра особенно большая, то в нем из-за давления даже субатомные частицы в целости сохраняться не могут: они распадаются на свои составные части — кварки. Это и есть кварковая звезда. Стоит для полного понимания картины добавить, что это предпоследний возможный этап такого сжатия, то есть следующий шаг — «конечная остановка»: звезда схлопнется в черную дыру, то есть все это скопление квантовых частиц «провалится» в пространстве-времени. Получается, кварковая звезда — некое пограничное состояние материи, состояние на пороге «небытия».
Как пишут астрофизики, иногда в космосе встречаются «гибриды»: снаружи звезда еще нейтронная, а в центре у нее — уже кварки. Но теперь выяснилось, что есть и еще более своеобразные примеры: когда в целиком кварковой звезде тоже не везде все одинаково.
К примеру, в царящих в ней экстремальных условиях могут от взаимодействий частиц рождаться кварки еще одной разновидности — s-кварки, так называемые «странные». И тогда вместо обычного скопления кварков двух видов (вышеупомянутых u- и d-) образуется более многосложное собрание уже трех типов этих квантовых частиц. И в своем нынешнем исследовании ученые смоделировали, как при этом выглядит содержимое такой звезды. Оказалось, что в ее сердцевине может скопиться «трехвидовая» кварковая материя, а снаружи — «двухвидовая». В квантовой физике это называется, соответственно, «трехароматностью» и «двухароматностью».
Ранее в космических лучах заподозрили присутствие следов темной материи.