В конце февраля 2007 года мир астрономии всколыхнула новость, способная перевернуть представления о том, из чего может состоять вещество в экстремальных условиях космоса. Команда американских исследователей под руководством Филипа Каарета из Университета штата Айова в Айова-Сити заявила об обнаружении нейтронной звезды, которая вращается с умопомрачительной скоростью — 1122 оборота в секунду. Объект, получивший обозначение XTE J1739-285, не просто побил прежний рекорд, но и поставил учёных перед загадкой, разрешить которую, кажется, способна лишь самая экзотическая гипотеза.

Рекорд, которого не ждали

До этого открытия самым быстрым из известных пульсаров считался объект с частотой вращения 716 оборотов в секунду. Недавно астрономы также наблюдали нейтронную звезду, отсчитывающую время до взрыва рентгеновскими сигналами, что подчеркивает разнообразие поведения этих объектов. Существовало устойчивое убеждение: нейтронные звёзды не могут раскручиваться сильнее, потому что на таких скоростях должны излучать гравитационные волны, тормозящие вращение. Предел в 716 герц выглядел фундаментальным ограничением, продиктованным самой физикой. И вот — XTE J1739-285 преодолевает этот барьер более чем в полтора раза.

Сама по себе цифра — 1122 оборота в секунду — трудно вообразима. Представьте себе объект с массой, сравнимой с солнечной, но сжатый до диаметра в пару десятков километров, который совершает полный оборот вокруг своей оси за тысячную долю секунды. Линейная скорость на его поверхности достигает заметной доли скорости света.

Как засекли невидимку

XTE J1739-285 — не одиночка. У него есть звезда-компаньон, с которой на нейтронную звезду непрерывно перетекает вещество. Когда на поверхности пульсара накапливается достаточно материи, происходит термоядерный взрыв, порождающий мощное рентгеновское излучение. Именно во время одной из таких вспышек команда Каарета и зафиксировала нечто необычное: яркость объекта менялась с частотой 1122 герц.

Самое правдоподобное объяснение этой пульсации — вращение самой звезды. На её поверхности есть области разной яркости, и когда они поочерёдно попадают в поле зрения телескопа, регистрируемый сигнал колеблется. Джина Суонк, признанный эксперт по нейтронным звёздам, оценила данные как весьма убедительные: скорее всего, колебания яркости действительно вызваны именно вращением, а не каким-то иным процессом.

Странная материя: выход за рамки привычного

И вот тут начинается самое интригующее. Если частота в 1122 герц подтвердится и окажется, что XTE J1739-285 — действительно плотный объект, то перед астрофизиками встанет непростой вопрос: как нейтронная звезда может вращаться столь быстро и не быть разорванной центробежными силами? Обычное вещество нейтронных звёзд — сверхплотная смесь нейтронов с вкраплениями протонов и электронов — такой нагрузки, по расчётам, не выдерживает.

Ответ, по мнению учёных, может крыться в гипотетической «странной материи». Похожие экстремальные состояния вещества исследуются и в других контекстах, например, при изучении нейтронной звезды, остывшей на 4% за несколько лет, что доказало сверхтекучесть внутри. Эта форма вещества состоит из кварков — элементарных частиц, которые в обычных условиях не встречаются поодиночке, а всегда связаны в более крупные частицы вроде протонов и нейтронов. Но при чудовищных давлениях в недрах нейтронной звезды кварки могут высвободиться и образовать нечто вроде единого «кваркового супа». Такая материя, как предполагается, легче сжимается под действием гравитации, делая объект более компактным, а главное — более устойчивым к разрыву на высоких скоростях.

Иными словами, ядро XTE J1739-285, чтобы уцелеть при 1122 оборотах в секунду, должно быть не просто плотным, но и сравнительно мягким, податливым — именно таким, каким рисуют теоретические модели странную материю. Если эта догадка верна, то открытие Каарета и его коллег станет первым наблюдательным свидетельством существования кварковой материи в природе.

Осторожный оптимизм и следующие шаги

Разумеется, учёные не спешат объявлять о перевороте в физике. Во-первых, само обнаружение рекордной частоты ещё требует независимого подтверждения другими группами и инструментами. Во-вторых, даже если вращение подтвердится, предстоит доказать, что объект действительно является нейтронной звездой, а не каким-то иным, менее плотным телом. И наконец, связь между быстрым вращением и странной материей — пока лишь гипотеза, пусть и очень соблазнительная.

Дальнейшие наблюдения XTE J1739-285, особенно в рентгеновском диапазоне, должны помочь прояснить его природу. Интересно, что ранее вспышка в Андромеде выдала редчайшую нейтронную звезду, демонстрируя, как рентгеновские наблюдения открывают уникальные объекты. Астрономы будут пристально следить за новыми вспышками, измерять периодичность сигнала, пытаться оценить массу и радиус объекта. Каждый новый бит данных способен либо укрепить гипотезу о странной материи, либо указать на более прозаическое объяснение рекорда.

Так или иначе, XTE J1739-285 уже вписал себя в историю астрофизики как объект, заставивший пересмотреть пределы возможного. И кто знает, какие ещё сюрпризы скрывает эта крошечная, но невероятно быстрая звезда, затерянная где-то в глубинах космоса.