Настоящие физики Университета штата Флорида и других научных организаций США предположили, что нейтронные звезды должны быть больше, чем измыслили теоретики. К такому выводу они пришли на основе нового измерения толщины нейтронной оболочки ядра атома свинца. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters, кратко о научной работе рассказывается в пресс-релизе на сайте университета.
Считается, что эксперименты с обогащенной нейтронами материей позволяют больше узнать о строении и размере нейтронных звезд. Лучше всего для этого подходит изотоп свинца-208, измерение толщины нейтронной оболочки которого позволяет определить зависимость энергии симметрии, отражающую способность ядер сохранять свою стабильность, от плотности (эта зависимость определяется производной энергии симметрии по плотности или L). Энергия симметрии начинает влиять на свойства материи при экстремальной плотности, характерной для нейтронных звезд.
Согласно теории оболочечного строения, структуру ядра можно рассматривать по аналогии со структурой электронных оболочек атома, поэтому нуклоны (протоны и нейтроны) заполняют свои оболочки, повышая стабильность ядра. Протоны и нейтроны делают это асимметрично, что становится особенно заметным для тяжелых изотопов, и, таким образом, ученые могут связать размер оболочек с энергией симметрии.
Результаты измерения толщины нейтронной оболочки показывают, что L равна 106±37 мегаэлектронвольт. Как сообщается в пресс-релизе, это соответствует радиусу средней нейтронной звезды от 13,25 до 14,25 километра. Ранее предполагалось, что средний радиус достигает 10-12 километров.
Команда ученых Национального ускорительного комплекса Томаса Джефферсона опубликовала в Physical Review Letters результаты другого исследования, дополняющего работу ученых из Университета штата Флорида. Они измерили нейтронную оболочку изотопа свинца, толщина которой оказалась равной 0,283±0,071 фемтометра (триллионной доли миллиметра). Именно это значение стало основой для уточнения значения L.