Ученые из Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН (ФТИ, Санкт-Петербург) разработали инновационную модель, объясняющую процесс охлаждения самой молодой нейтронной звезды в Млечном Пути. По информации, полученной от пресс-службы Российского научного фонда (РНФ), это открытие приближает специалистов к пониманию фундаментальных вопросов физики и астрофизики, касающихся свойств сверхплотного вещества.
В течение двух десятилетий наблюдений за этим небесным телом, расположенным в туманности Кассиопея А и возраст которого оценивается в 345 лет, было зафиксировано снижение температуры поверхности на несколько процентов. Это значительно превышает прогнозы стандартных теоретических моделей. Новая концепция связывает аномально быстрое остывание с интенсивными нейтринными процессами, происходящими в центральной области звезды даже без условий сверхтекучести. Эти реакции эффективно охлаждают ядро, а их эффект проявляется на поверхности звезды с задержкой в несколько сотен лет.
Представленная ФТИ РАН модель предлагает новое объяснение стремительного охлаждения. Ранее та же научная группа, совместно с астрофизиками из Мексики и США, выдвигала предположение, что быстрое снижение температуры в Кассиопее А обусловлено переходом сверхплотного вещества в сверхтекучее состояние при охлаждении звездного ядра. Эта предыдущая теория была сформулирована еще до того, как было обнаружено само ускоренное остывание звезды.
«Предложенный новый сценарий охлаждения выступает как альтернатива предыдущим гипотезам. Его реализация возможна как при наличии, так и в отсутствии сверхтекучести. Российские исследователи провели серию расчетов для различных моделей нейтронных звезд и определили параметры, при которых их теория наилучшим образом соответствует данным наблюдений. Расчеты показывают, что стремительное охлаждение обусловлено не сверхтекучестью, а мощным отводом тепла из компактного внутреннего ядра звезды, где, благодаря его экстремальной плотности, происходят чрезвычайно интенсивные процессы нейтринного охлаждения», — уточняется в заявлении.
Дмитрий Яковлев, главный научный сотрудник ФТИ, член-корреспондент РАН и руководитель данного проекта, финансируемого РНФ, акцентировал внимание на важности непрерывных наблюдений за охлаждением нейтронной звезды в туманности Кассиопея А. Эти исследования критически важны для точного определения характеристик сверхплотного вещества и уточнения внутреннего строения этих космических объектов.
«Есть все основания полагать, что последующее изучение этой звезды даст возможность достоверно установить подлинный механизм ее ускоренного остывания. Это, в свою очередь, внесет значительный вклад в решение одной из ключевых проблем современной физики и астрофизики – определение точных свойств сверхплотного вещества и детальной структуры нейтронных звезд», — подытожил Яковлев.
