Физики ФТИ РАН предложили объяснение необычно быстрого охлаждения космического объекта
Российские исследователи из Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН (ФТИ, Санкт-Петербург) разработали инновационную модель, объясняющую процесс охлаждения самой молодой нейтронной звезды Млечного Пути. Это достижение значительно приближает научное сообщество к разгадке фундаментальных вопросов физики и астрофизики, касающихся характеристик сверхплотной материи.
За последние два десятилетия наблюдений было зафиксировано, что температура поверхности этой 345-летней звезды, находящейся в туманности Кассиопея А, снизилась на несколько процентов. Это расхождение существенно превышает прогнозы стандартных теоретических моделей. Новая предложенная модель объясняет такое ускоренное охлаждение интенсивными нейтринными реакциями, происходящими в центральной области звезды, даже если там отсутствует сверхтекучесть. Эти реакции способствуют быстрому отводу тепла из ядра, что проявляется на поверхности звезды с задержкой в несколько сотен лет.
Ранее эта же научная группа совместно с международными коллегами из Мексики и США предполагала, что стремительное остывание звезды в туманности Кассиопея А обусловлено формированием сверхтекучести сверхплотного вещества внутри ее ядра при снижении температуры. Эта гипотеза была сформулирована до того, как феномен ускоренного охлаждения Кассиопеи А был непосредственно обнаружен.
«Новый сценарий охлаждения является альтернативой предыдущим предположениям. Он может быть реализован как при наличии, так и в отсутствие сверхтекучести. Российские ученые провели расчеты для различных моделей нейтронных звезд и определили условия, при которых их теория максимально точно соответствует наблюдаемым данным. Согласно их выводам, быстрое остывание обусловлено не сверхтекучестью, а мощным отводом тепла из небольшого внутреннего ядра звезды. В этой области, благодаря высокой плотности, активизируются чрезвычайно интенсивные процессы нейтринного охлаждения».
Дмитрий Яковлев, руководитель проекта, поддержанного Российским научным фондом, главный научный сотрудник ФТИ и член-корреспондент РАН, подчеркнул важность продолжения наблюдений за остывающей нейтронной звездой в туманности Кассиопея А. Эти исследования критически важны для более точного определения свойств сверхплотного вещества и понимания внутренней структуры нейтронных звезд.
«Мы надеемся, что дальнейшее изучение этой уникальной звезды позволит окончательно установить подлинный механизм ее ускоренного охлаждения. Это станет ключевым шагом к решению одной из фундаментальных проблем физики и астрофизики – глубокому пониманию свойств сверхплотной материи и внутреннего строения нейтронных звезд», – добавил Яковлев.
