Зоряні, які називають нейтронними, складаються з неймовірно щільної матерії, яка, згідно з новими вимірами, насилу піддається стисненню.
Промені з пульсарів (нейтронних зірок, які швидко обертаються) можуть виходити не тільки строго з полюсів, але і з однієї півкулі, утворюючи гострий кут
Нові вимірювання наймасивнішої з відомих нейтронних зірок показали, що вона має на диво великий діаметр. Це дозволяє припустити, що речовина всередині не така м'яка, як передбачали деякі теорії, заявили фізики.
Коли вмираюча зірка вибухає, вона може залишити після себе сувенір: кулька, набита нейтронами. Ці нейтронні зірки надзвичайно щільні - якби гора Еверест стиснулася до розмірів чайної ложки, сказав астрофізик NICER Завен Арзуманян з Центру космічних польотів імені Годдарда NASA в Грінбелті (штат Меріленд, США).
Чим масивніша нейтронна зірка, тим більш екстремальні умови в її ядрі. При величезній щільності частинки можуть утворювати незвичайні стани матерії. Наприклад, частинки, відомі як кварки, що зазвичай містяться в протонах і нейтронах, можуть вільно переміщатися в ядрі зірки.
Склад сердечника визначає його здатність стискатися. Наприклад, якщо кварки є вільними агентами всередині наймасивніших нейтронних зірок, величезний тиск стискає ядро нейтронної зірки сильніше, ніж якби кварки залишалися всередині нейтронів. Тому велика маса зірки не обов'язково означає великий діаметр. Якщо речовина всередині нейтронної зірки м'яка, то вона може несподівано стискатися, стаючи більш масивною.
Щоб зрозуміти цей процес, вчені використовували рентгенівський телескоп NICER на борту Міжнародної космічної станції, щоб заміряти діаметри нейтронних зірок, які швидко обертаються. У 2020 році NICER виміряв пульсар масою приблизно в 1,4 рази більше сонячної, і той виявився всього 26 кілометрів в діаметрі.
Тепер дослідники виміряли діаметр найбільшої з відомих нейтронних зірок, яка приблизно в 2,1 рази масивніша нашого Сонця. Але її діаметр виявився приблизно таким же, як у її більш легкого родича. Зіставивши дані NICER з вимірами із супутника XMM-Newton Європейського космічного агентства, одна група вчених заявила про 25-кілометр діаметра, а інша - про 27-кілометровий.
Багато теорій передбачають, що більш масивна нейтронна зірка повинна мати менший радіус. «У певному сенсі речовина всередині нейтронних зірок не така стискана, як передбачали», - сказав астрофізик Коул Міллер з Університету Меріленду в Коледж-Парку.
«Це трохи спантеличує», - заявив астрофізик Санджай Редді з Вашингтонського університету в Сіетлі, який не брав участі в дослідженні. Відкриття передбачає, що всередині нейтронної зірки кварки не укладені в нейтрони, але вони як і раніше активно взаємодіють один з одним, замість того, щоб вільно «бродити» по ядру.
Вимірювання розкрили ще одну загадку нейтронної зірки. Пульсари випускають рентгенівські промені з двох точок на полюсах. Ці промені повинні виходити з протилежних сторін. Але в обох нейтронних зірок, вимірених NICER, промені виходили з однієї півкулі: