Ученые из Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН (ФТИ, Санкт-Петербург) разработали революционную модель, объясняющую процесс остывания самой молодой нейтронной звезды в нашей галактике. Это достижение значительно приближает научное сообщество к пониманию фундаментальных вопросов физики и астрофизики, особенно в области изучения свойств сверхплотного вещества.
За последние два десятилетия астрономы зафиксировали необычно быстрое падение температуры поверхности нейтронной звезды в туманности Кассиопея А, которой всего 345 лет. Это остывание, составившее несколько процентов, существенно превзошло прогнозы стандартных теорий. Предложенная новая модель связывает ускоренное охлаждение с интенсивными нейтринными реакциями, происходящими в центральной части звезды. Эти процессы эффективно отводят тепло из ядра, что, хоть и с задержкой в сотни лет, проявляется в заметном снижении температуры на поверхности, даже без учета сверхтекучести вещества.
Специалисты из ФТИ РАН создали эту новую модель для объяснения феномена быстрого остывания. Ранее та же группа исследователей, а также их коллеги из Мексики и США, выдвигали гипотезу о том, что стремительное охлаждение звезды в Кассиопее А могло быть обусловлено появлением сверхтекучести в сверхплотном веществе ядра при снижении температуры. Эта теория была разработана ими независимо друг от друга задолго до того, как было обнаружено аномальное ускоренное остывание звезды.
«Этот свежий взгляд на процесс остывания представляет собой альтернативу предыдущим предположениям. Он способен объяснить наблюдаемые явления как при наличии, так и в отсутствие сверхтекучести. Российские ученые провели обширные расчеты для различных моделей нейтронных звезд и определили условия, при которых их теория наилучшим образом соответствует данным наблюдений. Их выводы указывают на то, что быстрое охлаждение обусловлено не сверхтекучестью, а интенсивным оттоком тепла из небольшого, но чрезвычайно плотного внутреннего ядра звезды, где происходят мощные нейтринные реакции охлаждения,» — указывается в официальном сообщении.
Дмитрий Яковлев, руководитель проекта, поддерживаемого Российским научным фондом, главный научный сотрудник ФТИ и член-корреспондент РАН, отметил, что постоянный мониторинг процесса остывания нейтронной звезды в туманности Кассиопея А является ключевым для более точного определения характеристик сверхплотного вещества и уточнения внутреннего строения этих экзотических объектов.
Яковлев выразил надежду, что дальнейшие исследования этой уникальной звезды позволят окончательно установить истинный механизм ее ускоренного охлаждения. Это, в свою очередь, внесет существенный вклад в разрешение одной из фундаментальных загадок физики и астрофизики – точное понимание свойств сверхплотного вещества и внутренней архитектуры нейтронных звезд.
