Ученые из Пизанского университета, Университета Феррары и Национального института ядерной физики Италии исследовали таинственные гравитационные волны GW190814, которые были зафиксированы 14 августа 2019 года проектом LIGO (гравитационно-волновая обсерватория).

До сих пор не ясно, откуда взялись эти волны, но после двух лет исследований итальянские ученые пришли к выводу, что их источником может быть двойная солнечная система, в которую входит гипотетическая кварковая звезда.

До сих пор не было найдено доказательств существования кварковых, или как их еще иногда называют, "странных" звезд.

И если итальянцы правы, то это — одно из крупнейших открытий в современной астрофизике.

Что выяснили ученые?

Результаты исследования опубликованы в авторитетном издании Physical Review Letters.

Авторы пояснили, что может представлять собой кварковая звезда, и показали компьютерную модель, иллюстрирующую, как она может возникнуть.

Гипотезу о существовании кварковых звезд выдвинули советские ученые в 1960-х. Они предположили, что возможно образование звезды из так называемой кварковой материи.

Когда вырожденный газ, из которого состоят нейтронные звезды, оказывается под достаточным давлением из-за гравитации звезды или сверхновой, отдельные нейтроны распадаются на кварки (u-кварки и d-кварки), из которых они изначально состоят.

Таким образом формируется кварковая материя, гласит теория.

В зависимости от силы гравитации, кварковая материя может существовать только в центре нейтронной звезды, либо же трансформировать ее целиком. В обоих случаях, речь идет о превращении нейтронной звезды в кварковую.

На текущий момент в теоретической физике нет единого мнения о том, существуют ли такие звезды.

И если существуют, то является ли переход вещества в кварковое состояние обратимым, т. е. превратится ли кварковая звезда обратно в нейтронную, если гравитационное давление снизится.

По мнению итальянских исследователей, образование кварковой звезды возможно при соблюдении ряда условий.

Ядро звезды должно обладать очень высокой плотностью, иначе не произойдет переход от обычной ядерной материи (протоны и нейтроны) к жидкости из кварков (верхних, нижних и странных).

По словам Игнацио Бомбачи, одного из авторов исследования, пора попрощаться с заблуждением о том, что странная кварковая материя делает звездную материю мягче (что, собственно, и является аргументом против существования кварковых звезд).

Все данные указывают на то, что странная кварковая материя обладает высокой плотностью, констатирует Бомбачи. Именно поэтому сравнительно небольшие кварковые звезды могут гипотетически обладать массой в 2−3 наших Солнца.

Даже если странная кварковая материя абсолютно стабильна, образование кварковой звезды возможно только, для нейтронных звезд, чья масса превышает некое пороговое значение.

Дальше ученые показали, что когда нейтронная звезда превращается в странную кварковую звезду, выделяется огромное количество энергии. Примерно такое же, как при взрыве сверхновой.

Анализируя данные о гравитационных волнах события GW190814, исследователи выяснили, что масса второго компактного объекта напрямую указывает на то, что в солнечной системе, которая породила событие, есть объект, который похож на гипотетическую кварковую звезду.