Недра нейтронных звезд

Какое значение для фундаментальной и прикладной науки имеет изучение недр нейтронных звезд? Какой состав этих звезд? И какие методы применяют исследователи для изучения нейтронных звезд? Об этом рассказывает физик Сергей Попов.

Астрономические объекты дают нам уникальный шанс исследовать вещество в экстремальных условиях, которые на Земле недоступны. Это всегда важно, потому что если мы строим некоторую большую теорию с совершенно понятным народно-хозяйственным выходом, например в электродинамике, мы хотим построить такую, которая работала бы во всех диапазонах. Если мы хотим изучать очень сильные токи или очень сильные магнитные поля, нам нужно проверять предсказания теории, и единственный объект, где это можно делать — нейтронные звезды.

Оценки показывают, что в центре нейтронной звезды плотность может быть в десять раз больше, чем у атомного ядра. И там могут происходить очень интересные превращения. Вещество состоит из протонов и нейтронов; их примерно поровну, но если мы начинаем их сжимать, то нейтронов становится больше. В некоторых моделях в центральных частях нейтронных звезд нейтронов действительно в девять раз больше, чем протонов. Собственно, поэтому это и нейтронные звезды.

Очень интересный способ узнать, что находится в недрах нейтронной звезды, таков: представим, что у нас есть нейтронная звезда. И мы начинаем потихоньку кидать на нее вещество. Масса ее растет, и в конце концов она схлопнется в черную дыру. Это фундаментальный вопрос — что мы узнаем? Мы узнаем предельную массу, при которой звезда схлопнется, то есть как долго вещество может выдерживать издевательство над собой до того, как скажет: «Все, баста, я коллапсирую в черную дыру, вы мне все надоели».