W myśl generalnego podziału, którego uczyliśmy się w szkołach, wyróżnia się stan ciekły, stały i gazowy. Gdyby wziąć jednak pod uwagę różne kryteria, to liczba pozycji wyniosłaby nawet pięćset. Autorzy publikacji zamieszczonej na łamach Nature Communications wyjaśniają, iż wewnątrz gwiazd neutronowych panują tak ekstremalne warunki, że dochodzi tam do trudnych do wyjaśnienia zjawisk.
Czytaj też: Teleskop Webba ustanowił rekord. Chodzi o powstające gwiazdy
Atomy składają się z protonów, neutronów i elektronów, przy czym protony i neutrony zawierają kwarki, które są ze sobą ściśle powiązane. Ale nie wszędzie, ponieważ autorzy przytoczonych badań sugerują, jakoby wewnątrz odpowiednio masywnych gwiazd neutronowych występowały warunki prowadzące do rozrywania łączących je wiązań. Mieszające się ze sobą kwarki miałaby tworzyć coś, co członkowie zespołu badawczego określają mianem zupy. Taka mieszanka tworzyłaby więc wnętrza gwiazd neutronowych – powstających na przykład za sprawą eksplozji supernowych.
I choć naukowcy nie potrafią odtwarzać materii tworzącej gwiazdy neutronowe, to mogą zastosować pewien trik. Jest on nazywany równaniem stanu i odnosi się do zależności między parametrami układu termodynamicznego. W odniesieniu do gwiazd neutronowych takie równianie jest określane mianem równania Tolmana-Oppenheimera-Volkoffa. Niestety, jest ono bardzo skomplikowane i nie dostarcza jednoznacznej odpowiedzi na pytanie o to, czy materia kwarkowa faktycznie tworzy wnętrza gwiazd neutronowych.
Zdaniem autorów nieznany do tej pory stan skupienia materii występuje wewnątrz wysoce ekstremalnych obiektów zwanych gwiazdami neutronowymi
Autorzy nowych badań wykorzystali dane obserwacyjne dotyczące masy i wielkości gwiazd neutronowych oraz zaimplementowali wnioskowanie bayesowskie. Zakładając, że gwiazdy neutronowe posiadają jądra kwarkowe, to powinny być nieco gęstsze niż gwiazdy neutronowe pozbawione takich wnętrz. Według naukowców małe gwiazdy neutronowe nie powinny ich mieć, dlatego najlepiej jest porównać ich stosunek masy do gęstości, zestawiając je z masywniejszymi odpowiednikami.
Jak wykazały ekspertyzy, gwiazdy neutronowe o masie większej niż dwa Słońca, mają około 80-90 procent prawdopodobieństwa posiadania rdzeni kwarkowych. To z kolei pozwala sądzić, że istnienie materii jest bardzo prawdopodobne. Niewiadomą pozostanie to, gdzie znajduje się granica, po przekroczeniu której taka materia zaczyna się pojawiać. Z jednej strony autorzy są więc bliżsi rozwiązania zagadki związanej z tymi obiektami, ale z drugiej należy pamiętać o wielu niewiadomych, z którymi będą musieli się zmierzyć. Jedną z najbardziej fascynujących cech tych obiektów jest ich gigantyczna gęstość. Dość powiedzieć, że do masy dwukrotnie większej od Słońca wystarczy gwiazda neutronowa mająca 25 kilometrów średnicy.
