Дослідники оцінили у 80–90% ймовірність знаходження в екстремальних умовах усередині нейтронних зірки матерії у новій формі.
Астрофізики з університету Хельсінкі провели першу кількісну оцінку наявності ядер кваркової матерії всередині масивних нейтронних зірок. Аналіз та суперкомп’ютерне моделювання показують, що ймовірність того, що тиску в надрах таких зірок достатньо, щоб розірвати нейтрони на кварки, становить від 80 до 90%.
Ядра нейтронних зірок містять матерію з найвищою щільністю в сучасному Всесвіті: дві і більше сонячних мас матерії стиснуті всередині сфери діаметром всього 25 км. Ці об’єкти нагадують гігантські атомні ядра, гравітація яких стискає їх до щільностей, що у багато разів перевищують щільність окремих протонів і нейтронів. Теорія передбачає, що за таких умов елементарні частинки розпадаються на кварки, які можуть рухатися практично вільно.
Дослідники провели множинні суперкомп’ютерні обчислення з використанням баєсівського виведення (теореми Баєса) — гілки статистичної дедукції, в якій можна зробити висновок про можливість різних параметрів моделі шляхом прямого порівняння з даними спостережень. Баєсовський компонент дослідження дозволив дослідникам отримати нові межі властивостей матерії нейтронних зірок, продемонструвавши їхнє наближення до так званої конформної поведінки поблизу ядер найбільш масивних стабільних нейтронних зірок.
Результати обчислень дали кількісну оцінку існування всередині нейтронних зірок кваркової матерії діапазон 80–90%. Залишається невелика ймовірність, що всі нейтронні зірки складаються лише з ядерної матерії. Це можливо якщо перехід від ядерної матерії до кваркової представляє сильний фазовий перехід першого роду, що чимось нагадує перетворення рідкої води на лід. Така швидка зміна властивостей потенційно може дестабілізувати зірку, при цьому утворення навіть крихітного ядра з кваркової матерії призведе до колапсу зірки у чорну дірку.
Поставити крапку у цьому питанні допоможуть майбутні спостереження, додають астрофізики. Вимірювання властивостей фазового переходу між ядерною та кварковою матерією стане можливим, як тільки одного разу буде записано гравітаційно-хвильовий сигнал від останньої частини злиття подвійної нейтронної зірки.