Sciencemag.cz
Doporučujeme
Jádra neutronových hvězd mají obrovskou hustotu; v kouli o průměru 25 km jsou stlačeny až dvě hmotnosti Slunce. Dlouhodobě otevřeným problémem je, zda obrovský centrální tlak v neutronové hvězdě může stlačovat neutrony (i protony) do fáze tzv. studené kvarkové hmoty. V tomto exotickém stavu hmoty by již jednotlivé protony a neutrony neexistovaly.
V nové studii poskytl tým z Helsinské univerzity kvantitativní odhad pravděpodobnosti vzniku kvarkové hmoty uvnitř masivních neutronových hvězd. Autoři výzkumu tvrdí, že existence kvarkové hmota v nejhmotnějších neutronových hvězdách je téměř nevyhnutelná: kvantitativní odhad, který tým získal, určil odpovídající pravděpodobnost v rozmezí 80-90 %.
Zbývající malá pravděpodobnost, že všechny neutronové hvězdy budou složeny pouze z jaderné hmoty, vyžaduje, aby přechod z jaderné hmoty na kvarkovou byl silným fázovým přechodem prvního řádu, který se poněkud podobá přechodu kapalné vody na led. Tento druh rychlé změny vlastností hmoty neutronové hvězdy by měl potenciál destabilizovat hvězdu takovým způsobem, že vznik i nepatrného jádra z kvarkové hmoty by vedl ke zhroucení hvězdy do černé díry.
Výzkumníci z Finska, Norska, Německa a USA ve studii dále ukázali, jak může být existence jader neutronových hvězd z kvarkové hmoty jednoho dne buď plně potvrzena, nebo vyloučena. Klíčové je, aby se podařilo přesněji popsat („omezit“) sílu fázového přechodu mezi jadernou a kvarkovou hmotou. K tomu by snad stačilo dostatečně přesně zachytit signál gravitačních vln z poslední fáze splynutí binárních neutronových hvězd.
Základem nové studie byl soubor rozsáhlých výpočtů na superpočítači s využitím tzv. bayesovské dedukce – statistické metody, kde se odvozuje pravděpodobnost různých parametrů modelu přímým porovnáním s daty získanými pozorováním.
Eemeli Annala et al, Strongly interacting matter exhibits deconfined behavior in massive neutron stars, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-44051-y
Zdroj: University of Helsinki / Phys.org, přeloženo / zkráceno
