Команда ученых из Финляндии, Норвегии, Германии и США первой в мире рассчитала вероятность появления кварковой материи внутри массивных нейтронных звезд, пишет Phys.org.

На основании астрофизических наблюдений они показали, что в большинстве массивных нейтронных звезд кварковая материя почти неизбежна — 80-90%.

Оставшаяся небольшая вероятность того, что все нейтронные звезды состоят лишь из ядерной материи требует того, чтобы превращение ядерной материи в кварковую было фазовым переходом первого рода, чем-то вроде испарения воды. Такое быстрое изменение свойств материи способно дестабилизировать звезду так, что образование даже самого маленького ядра кварковой материи приведет к коллапсу нейтронной звезды в черную дыру.

Ключевыми компонентами, позволившими получить этот результат, стали суперкомпьютер и метод байесовского вывода — статистический инструмент, определяющий вероятности различных параметров модели посредством прямого сравнения с данными наблюдения. Он позволил исследователям получить новые рамки значений параметров материи нейтронных звезд. Оказалось, что вблизи ядер наиболее массивных стабильных нейтронных звезд эти значения приближаются к так называемому конформному поведению.

Международная коллаборация показала также, что существование ядер кварковой материи может быть полностью подтверждено либо опровергнуто в будущем. Главное, наложить правильное ограничение по силе фазового перехода между ядерной и кварковой материей. Ученые полагают, что это станет возможно, когда обсерватории зафиксируют последнюю часть сигнала слияния двух нейтронных звезд.

Астрономия накопила огромный корпус доказательств существования темной материи, несмотря на то, что она ускользает от непосредственного наблюдения и проявляется только в косвенном воздействии на окружающую среду. Ученые из Канады предположили, что эти загадочные частицы могут накапливаться в центре мертвых звезд, меняя их поведение.