Исследователи нашли новый способ для определения массы звезды

До сих пор ученые неспособны определить массу звезд, планет и спутников, изучая их движение по отношению к другим объектам, что находятся поблизости. Для этого они используют гравитационное притяжение между двумя объектами, как основу для своих расчетов. Тем не менее, в случае молодых пульсаров, математики их Саутгемптона нашли новый способ измерения их массы, даже если звезда существует само по себе в пространстве.

Доктор Уинн Хоу (Wynn Ho), руководитель исследования из факультета математических наук Саутгемптонского университета, говорит: "Для пульсаров, мы смогли использовать принципы ядерной физики, а не силы тяжести, чтобы выяснить их массу".

Доктор Кристобаль Эспиноза (Cristobal Espinoza) из Папского Католического университета Чили продолжает объяснять: "Все предыдущие точные измерения масс пульсаров были сделаны для звезд, вращающихся вокруг другого объекта, используя те же методы, которые применялись для измерения массы Земли или Луны, или открытия первых экзопланет. Наша методика очень отличается и может быть использована для пульсаров, находящихся в изоляции".

Пульсары излучают вращающееся лучи электромагнитного излучения, который может быть обнаружен с помощью телескопов, когда лучи проносятся мимо Земли, подобно наблюдению за светом, исходящим от маяка. Они славятся своей невероятно стабильной скоростью вращения, но молодые пульсары иногда испытывают так называемые «сбои», когда ускоряются в течение очень короткого периода времени.

Преобладающая теория, что эти сбои возникают, когда быстро вращающаяся сверхтекучая жидкость внутри звезды передает энергию вращения в кору звезды компоненту, отслеживающемуся с помощью наблюдений.

Доктор Хоу сотрудничал со своим коллегой профессором Нильсом Андерссоном (Nils Andersson), а также с доктором Эспиноза и доктором Данаи Антонополу (Danai Antonopoulou) из Университета Амстердама, чтобы использовать новые радио- и рентгеновские данные для разработки новой математической модели, которая может быть использована для измерения массы пульсаров «со сбоем». Идея опирается на детальное понимание сверхтекучести. Величина и частота пульсаров со сбоями зависит от количества сверхтекучей в звезде и подвижности сверхтекучих вихрей внутри.

Результаты команды имеют важные последствия для следующего поколения радиотелескопов, разрабатываемых крупными международными коллаборациями, подобно Square Kilometre Array (Квадратная километровая решетка, SKA) и Low Frequency Array (Низкочастотная антенная решетка, LOFAR). Открытие и мониторинг большего количества пульсаров является одним из ключевых научных целей этих проектов.