Нейтронные звёзды должны быть холоднее

Свежие расчёты показывают, что поверхность нейтронной звезды никак не может нагреться. Факты, однако, категорически против, и всё это указывает на то, что физические процессы, протекающие там, сложнее наших представлений о них.

Интригующее теоретические сообщение о нейтронных звёздах, серьёзно расходящееся с наблюдениями и явно указывающее на некие неведомые нам пока процессы, которые происходят в этих объектах, поступило в «КЛ» из Университета штата Мичиган (США) за подписью Хендрика Шатца (Hendrik Schatz).

Нейтронная звезда с раскинувшимся вокруг неё аккреционным диском в представлении художника. Как бы ни разогревались её внешние слои, этот механизм всё ещё загадка для учёных. (Иллюстрация Tony Piro / California Institute of Technology.)

Астрономические наблюдения годами твердили: поверхность нейтронных звёзд (НЗ) горяча. Это было логично и с точки зрения теории: ядерные реакции в коре НЗ должны были нагревать их поверхность.

Однако вычисления группы Хендрика Шатца показывают, что в действительности ядерные реакции в коре НЗ в определённой зоне ведут к быстрой генерации мощного потока нейтрино, которые быстро уносят энергию от звезды практически без взаимодействия с окружающим веществом.

Это следует из того, что экстремальные давления и плотность внутри нейтронной звезды, по всем расчётам, должны деформировать ядра атомов. И если именно «круглые» (в отношении ядра говорить о существовании фиксированной формы, конечно, сложно) ядра благодаря своей форме в значительной степени подавляют нейтринное охлаждение, то «деформированные», напротив, не мешают нейтрино образовываться в больших количествах и уносить энергию оттуда, где идут ядерные реакции.

Подобная «деформация» ядер, как считается, имеет очень прочный теоретический тыл. Поэтому сомневаться в её реальном существовании сложно. Однако из предъявленных учёными расчётов следуют весьма неприятные выводы. «Этот охлаждающий слой залегает очень близко к поверхности, — подчёркивает исследователь. — Если тепло "из недр" всё же доберётся до него, то оно никогда не сможет преодолеть такую преграду и выбраться на поверхность. И это полностью меняет наши представления о том, почему поверхность НЗ горяча. Теперь это большая загадка».

Тут самое время пробормотать: «И всё-таки она вертится». Наблюдения недвусмысленно говорят о том, что, вопреки обнаруженному группой г-на Шатца слою, нейтронные звезды имеют далеко не холодные внешние слои. А значит, уверен теоретик, существует некий загадочный пока механизм, при помощи которого внешний слой НЗ нагревается даже без участия тепла из ядра объекта.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature.

Подготовлено по материалам Университета штата Мичиган. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.