Известно, что нейтронные звезды являются остатками от звезд, которые закончили свой жизненный цикл невероятно мощным взрывом сверхновой звезды. Эти звезды, по сути, являются ядрами погибших звезд, вращающимися с огромной скоростью и состоящими из чрезвычайно плотной материи, чайная ложка которой весила бы на Земле около одного миллиарда тонн. До последнего времени ученые-астрофизики были твердо уверены в том, что поверхность нейтронных звезд нагревается самостоятельно за счет ядерных реакций, происходящих в верхних их слоях. Но у группы ученых из Мичиганского университета, которые произвели более детальное изучение этого вопроса, имеется на сей счет свое мнение, отличное от уже устоявшихся теорий.

Проведенные научной группой, возглавляемой профессором физики и астрономии Хендриком Шац (Hendrik Schatz), теоретические вычисления и математические моделирования показали, что в нейтронных звездах существуют слои, о которых до этого науке было неизвестно. И самым интересным является тот факт, что ядерные реакции, происходящие в этих слоях, приводят к процессам быстрого охлаждения частиц нейтрино, мощные потоки которых рождаются в недрах нейтронных звезд. Напомним нашим читателям, что нейтрино - это неуловимые элементарные частицы, которые рождаются в результате реакций распада радиоактивных элементов, и которые проходят с огромной скоростью через любую материю, взаимодействуя с ней лишь в крайне редких случаях.

"Эти новые слои, лежащие под поверхностью нейтронных звезд, очень тонки" - рассказывает профессор Шац, - "Но, благодаря их наличию, все тепло, вырабатываемое внутри нейтронной звезды, отражается и задерживается, практически не покидая пределов звезды. И, как это часто бывает в астрофизике, наше открытие приводит к возникновению новых вопросов в количестве, превышающем количество ответов, которые нам оно дает".

"Это полностью меняет наше понимание физики нейтронных звезд, особенно процессов, происходящих в невероятно горячей материи поверхности таких звезд".

Математические вычисления, проведенные учеными, показали, что процессы "отбора тепла у нейтрино" сильно зависят от формы ядер атомов материи поверхности нейтронных звезд. "Подавляющее большинство ядер атомов различных химических элементов имеют правильную круглую форму. Такие ядра находятся в энергетическом и динамическом равновесии, поэтому они не взаимодействуют с нейтрино и не могут отобрать у них энергию в момент прохода через них этих частиц" - рассказывает Сэнджиб Гупта (Sanjib Gupta), профессор из Индийского технологического института (IIT Ropar), - "Но в теории под воздействием сильного влияния различных факторов, таких, которые могут существовать на поверхности нейтронных звезд, ядра атомов отдельных элементов могут приобретать вытянутую форму, напоминающую форму мяча для регби или американского футбола. Те энергетические напряженности и, возможно, локальные искривления пространства, возникающие внутри ядер "неправильной" формы, заставляют нейтрино достаточно сильно взаимодействовать с этими ядрами и отдавать им часть своей энергии".

В скором времени ученые будут пытаться подтвердить некоторые из их теоретических выкладок экспериментальным путем. Это станет возможным благодаря скорому вводу в строй новой научной установки Facility for Rare Isotope Beams (FRIB), сооружение которой ведется в научном городке Мичиганского университета при поддержке Научного управления американского Министерства энергетики (U.S. Department of Energy Office of Science). Возможности установки FRIB, по мнению ученых, позволят им получить и изучить свойства деформированных ядер атомов, речь о которых шла выше.