Астрофизики наблюдают давно предсказываемый теорией квантовый эффект

В центре каждого белого карлика – плотных остатков звезды, израсходовавшей свое «звездное горючее» к концу жизненного цикла – лежит квантовая загадка: по мере увеличения массы белого карлика его размер уменьшается, пока в конечном счете белый карлик не станет настолько крохотным и плотным, что не сможет больше сопротивляться коллапсу в нейтронную звезду.

Это загадочное соотношение между массой и размером белого карлика, называемое отношением массы к радиусу, было впервые предложено в теории нобелевским лауреатом по физике Субраманьяном Чандрасекаром в 1930-е гг. Теперь в новом исследовании команда астрофизиков из Университета Джона Хопкинса, США, разработала метод, позволяющий наблюдать это явление, используя астрономические данные, собранные при помощи обзора неба Sloan Digital Sky Survey и спутника Gaia («Гея») Европейского космического агентства. Вместе эти наборы данных содержат информацию более чем о 3000 белых карликов.

«Отношение массы к радиусу демонстрирует удивительное сочетание квантовой механики и гравитации, однако оно на первый взгляд кажется противоречащим здравому смыслу, который подсказывает нам, что чем больше масса объекта, тем больше должен быть его размер, — рассказала Надежда Закамская (Nadia Zakamska), профессор отделения физики и астрономии Университета Джона Хопкинса, руководившая студентами, осуществлявшими эту научную работу. – Эта гипотеза существует на протяжении долгого времени, однако тот набор данных, который мы использовали в этой работе, отличается беспрецедентным объемом и беспрецедентной точностью измерений».

Исследование представлено на сервере препринтов arxiv.org и принято к публикации в журнале Astrophysical Journal.