На нейтронных звездах оказались лишь миллиметровые горы

Нейтронные звезды - одни из самых плотных объектов во Вселенной: они весят примерно как Солнце, но всего около 10 км в поперечнике, что примерно соответствует размеру большого города.

Из-за своей компактности нейтронные звезды обладают огромным гравитационным притяжением, примерно в миллиард раз сильнее Земли. Это сжимает каждую деталь на поверхности до крошечных размеров и означает, что звездный остаток представляет собой почти идеальную сферу.

Хотя они в миллиарды раз меньше, чем на Земле, деформации идеальной сферы известны как горы. Команда во главе с доктором философии Студент Фабиан Гиттинс из Саутгемптонского университета использовала компьютерное моделирование для построения реалистичных нейтронных звезд и подвергала их воздействию ряда математических сил, чтобы определить, как создаются горы.

Команда также изучила роль сверхплотной ядерной материи в поддержании гор и обнаружила, что самые большие образовавшиеся горы были размером в долю миллиметра, что в 100 раз меньше, чем предыдущие оценки.

Фабиан комментирует: «В течение последних двух десятилетий было очень интересно понять, насколько большими могут быть эти горы до того, как кора нейтронной звезды разорвется, и гора больше не сможет поддерживаться».

Предыдущие исследования показали, что нейтронные звезды могут выдерживать отклонения от идеальной сферы до нескольких частей на миллион, подразумевая, что горы могут быть размером до нескольких сантиметров. Эти расчеты предполагали, что нейтронная звезда была деформирована таким образом, что кора была близка к разрыву в каждой точке. Но новые модели показывают, что такие условия физически нереалистичны.

«Эти результаты показывают, что нейтронные звезды действительно представляют собой удивительно сферические объекты. Кроме того, они предполагают, что наблюдение гравитационных волн от вращающихся нейтронных звезд может оказаться даже более сложной задачей, чем считалось ранее», рассказал Фабиан

Несмотря на то, что они являются отдельными объектами, из-за их интенсивной гравитации вращающиеся нейтронные звезды с небольшими деформациями должны вызывать рябь в ткани пространства-времени, гравитационные волны. Гравитационные волны от вращения одиночных нейтронных звезд еще предстоит наблюдать, хотя будущие достижения в области чрезвычайно чувствительных детекторов, таких как усовершенствованные LIGO и Virgo, могут стать ключом к исследованию этих уникальных объектов.

Исследование представлено на Национальной астрономической встрече 2021 года.