Результаты исследования были опубликованы в журнале Scientific Reports.
Нейтронные звезды, такие как пульсары, являются сверхплотными остатками массивных звезд, испускающими периодические импульсы. Однако иногда их точность нарушается из-за неожиданных сбоев или ускорений вращения. Это явление, известное как глитч, следует степенному закону: низкоэнергетические сбои происходят чаще, чем высокоэнергетические.
Ученые проанализировали 533 набора данных наблюдений пульсаров и предложили модель, основанную на сети квантовых вихрей. Их подход не требует дополнительной настройки параметров, что делает его естественным объяснением степенного закона поведения энергий глитчей.
Существуют две основные гипотезы, объясняющие глитчи: звездные землетрясения и сверхтекучие вихревые лавины. В новой работе ученые предложили существование двух типов сверхтекучести в нейтронных звездах: s-волновой сверхтекучести во внешнем ядре и p-волновой сверхтекучести во внутреннем ядре.
Когда вихри с целыми квантовыми числами из внешнего ядра переходят во внутреннее ядро, они разделяются на вихри с полуцелыми квантовыми числами. Это приводит к образованию буджумов, или кактусоподобных структур, которые со временем переплетаются между собой, вызывая сбои.
По результатам моделирования, показатель степени степенного поведения энергий сбоев (0,8 ± 0,2) в предложенной модели соответствует наблюдаемым данным (0,88 ± 0,03). Это подтверждает, что предложенная система точно отражает реальные процессы, происходящие в нейтронных звездах.