В космосе нашли объект, который не удаётся классифицировать

Итак, в направлении созвездия Скорпиона на расстоянии порядка 8150 световых лет от нас астрономы наблюдают объект, записанный как HESS J1731–347. Его внешний облик даёт понять, что в общем и целом это выглядит как результат взрыва сверхновой звезды. Напомним, взрыв сверхновой — это на самом деле вспышка "старой", то есть завершение основного жизненного цикла какой-то довольно массивной звезды в несколько раз тяжелее нашего Солнца. В её ядре (а именно оно и является тем самым термоядерным реактором в любой звезде) уже "перегорел" весь водород, и больше ничто не удерживает это ядро от коллапса, сжатия под действием собственной гравитации. От этого сжатия внешняя оболочка звезды невероятно нагревается, расширяется и в конце концов просто сбрасывается в окружающий космос. В итоге остаётся огромное великолепное облако, а в центре — то самое схлопнувшееся ядро.

Наше Солнце столь эффектный финал не ожидает, потому что оно для этого слишком маломассивно, и всё-таки оно примерно через пять миллиардов лет тоже расширится и сбросит оболочку, просто это будет не так торжественно. Но схема, в принципе, одна и та же. И в зависимости от массы звезды "при жизни" — её бывшее ядро становится одним из трёх: если звезда была как Солнце — значит, белым карликом, если тяжелее — нейтронной звездой (пульсаром), ещё массивнее — чёрной дырой. Между этими тремя объектами с точки зрения физики есть очень важная, принципиальная разница. Дело в том, что белый карлик — это всё-таки материя обыкновенная, привычная для нас, она состоит из атомов. А вот нейтронная звезда — это уже не атомы, а их более мелкие составные части, в основном нейтроны. А чёрная дыра — это уже та стадия существования материи, о которой мы пока практически ничего сказать не можем. Для нас с вами эта материя перестаёт существовать в каком-либо понятном виде. Что с ней происходит там, за горизонтом событий, — одна из величайших загадок науки.

"Вящее" проявление этой разницы между ними — их габариты. Белый карлик (который из нормального атомарного вещества) имеет в диаметре примерно четыре тысячи километров (кстати, это чуть больше Луны), а массой может быть немногим больше половины Солнца. Нейтронная звезда — это уже масса в полтора, а то и в два Солнца, сжатая в диаметре не больше километров сорока. Отсюда и понятно, каким образом атомы "разбиваются" на нейтроны и протоны — от давления. А чёрная дыра (звёздной массы) в размерах и того меньше, зато внутри у неё как минимум три Солнца.

Так вот, оказывается, астрофизика уже давно обнаружила, что на самом деле границы между нейтронной звездой и чёрной дырой не совсем чёткие, что существуют некие переходные варианты. И существуют они потому, что нейтроны и протоны — это не самое элементарное на свете. Они состоят из кварков. В каждом протоне и в каждом нейтроне — по три кварка двух разновидностей: так называемые верхние (u-кварки) и нижние (d-кварки). Если два "верхних" плюс один "нижний" — получается протон, а сложим, наоборот, два "нижних" и один "верхний" — будет нейтрон. И учёные подозревают, что в некоторых нейтронных звёздах давление уже такое, что там даже нейтроны не выдерживают — распадаются на кварки. И в центре пульсара, таким образом, получается материя совершенно необыкновенная — кварковая. И тогда это уже кварковая звезда.

Но и это ещё не вся история, потому что кварков известно целых шесть видов. Другой вопрос, что только "верхний" и "нижний" устойчивые, а все остальные могут существовать очень недолго и только при каких-то особенных условиях. И такими особенными условиями являются экстремальное давление и экстремальная температура. Тогда "изначальные" u-кварки и d-кварки меняют свойства и превращаются в другие. И в том числе могут превратиться в такой кварк, который назвали "странным" за то, что он поразительно долго живёт. S-кварк. S — значит strange. И если сердцевина пульсара состоит из этих живучих s-кварков, то такую материю называют "странной" и, соответственно, всю звезду тоже записывают в "странные".

А теперь вернёмся к подозрительному объекту в созвездии Скорпиона. У него масса меньше солнечной (а именно 0,77 Солнца), а диаметр — 20 километров 800 метров. И учёные уверяют, что это не подходит ни под характеристики белого карлика, ни под характеристики нейтронной звезды, и чёрной дырой это, конечно, тоже никак быть не может. А если предположить "странную" или вообще какую-либо кварковую звезду, то по логике она должна быть гораздо массивнее, то есть это должно быть нечто между сгустком нейтронов и уже полной "сингулярностью" — чёрной дырой. А этот объект даже до нейтронной по массе недотягивает: должно быть как минимум 1,17 Солнца.

Поэтому, видимо, единственное, что остаётся предложить в качестве объяснения, — что там внутри всё-таки действительно "странные", как бы видоизменённые кварки, а при том коллапсе, который их довёл до такого состояния, высвободилось столько энергии, что весьма большой "кусок" звезды просто "сдуло", выбросило. То есть по этому сценарию изначально это бывшее звёздное ядро было гораздо массивнее, но массу примерно в треть Солнца оно таким образом растеряло.