С помощью рентгеновской обсерватории НАСА Chandra ученым-астрофизикам удалось получить первые доказательства того, что ядро нейтронной звезды состоит из супержидкости — еще одного причудливого состояния материи.
Супержидкости, создаваемые в лабораториях на Земле, обладают некоторыми уникальными и необычайными свойствами, они способны «просачиваться» сквозь стекло и не подвергаются воздействию гравитации. У сделанного открытия есть очень важная научная ценность, оно поможет ученым вникнуть еще глубже в область ядерных взаимодействий.
Нейтронные звезды состоят из самого плотного вещества, которое было обнаружено когда-либо. Одна чайная ложка такого звездного вещества весит около шести миллиардов тонн. Образованию такого сверхплотного вещества способствует огромное давление в ядре звезды, которое вызывает слияние заряженных частиц, таких как протоны и электроны, благодаря чему звезда практически состоит только из незаряженных частиц — нейтронов, откуда она и получает свое название.
Две независимые исследовательские группы изучили остатки сверхновой звезды Cassiopeia A, сокращенно Cas A, находящейся на удалении 11 тысяч световых лет от Земли и взорвавшейся приблизительно 330 лет тому назад. Данные обсерватории Chandra позволили обнаружить быстрое снижение температуры сверхплотной нейтронной звезды, которая осталась после взрыва сверхновой. Скорость охлаждения звезды составила 4 процента за десятилетний период.
«Быстрое охлаждение нейтронной звезды Cas A, обнаруженное обсерваторией Chandra, является первым прямым доказательством того, что ядра нейтронных звезд фактически состоят из супержидкости, находящейся в сверхпроводимом состоянии» — рассказал Петр Штернин руководитель исследований из института Иоффе в Санкт-Петербурге, Россия.
«Это снижение температуры хотя и кажется незначительным, но оно имеет немаловажное значение» — рассказывает Дани Пейдж (Dany Page) из Национального автономного университета Мехико. — «А это, в свою очередь означает, что в недрах нейтронной звезды происходят необычные и удивительные явления».
Супержидкости, содержащие электрически заряженные частицы, являются сверхпроводниками, передающими энергию практически без потерь. Результаты новых исследований указывают на то, что в ядре нейтронной звезды находятся так же и протоны в супержидком состоянии, которые являясь заряженными частицами формируют сверхпроводимую область. Обе команды ученых, Пейджа и Штернина, указывают на то, быстрое охлаждение нейтронной звезды объясняется формированием нейтронной супержидкости в ее ядре в течение последних 100 лет. Такое быстрое охлаждение, как ожидают, продолжится еще несколько десятилетий, после чего оно должно существенно замедлиться.