Найден верхний предел массы нейтронной звезды

Верхний предел массы нейтронной звездыЕсли нейтронная звезда становится слишком тяжелой, она сжимается, порождая черную дыру. Однако лишь сейчас астрономы выяснили, где верхний предел массы такой звезды: ей грозит гравитационный коллапс по достижении 2,16 масс Солнца. Основными данными для этого открытия послужило столкновение нейтронных звезд 2017 года.

Нейтронные звезды - это объекты с наибольшей плотностью. Обычно их размер составляет всего лишь 10-12 км, но масса вдвое превышает солнечную. Материя в них настолько сжата, что чайная ложка ее весит миллиарды тонн. Гравитационные силы этих экзотических объектов соответствуют массе. Давление в их внутренней части даже приводит к слиянию электронов и протонов, результатом чего становится рождение нейтронов - отсюда и название этих звезд.

Верхний предел массы нейтронной звезды

Нейтронная звезда Фото: Кейси Рид / Государственный университет Пенн

Насколько большой и тяжелой бывает нейтронная звезда? Астрономы задумывались над этим вопросом с 1960-х гг. Такие объекты не могут расти произвольно, поскольку огромная гравитация при превышении определенного предела массы приводит к коллапсу и черной дыре.

Для нейтронных звезд вычислить верхний предел этой максимальной массы впервые удалось Лучано Реццолла (Luciano Rezzolla) и его команде из Университета Гёте во Франкфурте. Основой послужили уравнения состояния, описывающие взаимозависимость давления, объема, температуры объектов. Уже в 2016 году исследователи обнаружили, что нейтронные звезды следуют своего рода универсальному правилу.

Но решающий толчок дало столкновение нейтронных звезд, замеченное в августе 2017. Характеристики зарегистрированных гравитационных волн и электромагнитного излучения дали исследователям важную информацию, поэтому они остановились на комбинации предельной массы с уравнениями состояния.

«Красота теоретических исследований в их способности к прогнозированию. Теория же обязательно полагается на эксперименты, чтобы свести к минимуму некоторые из своих неопределенностей».
Лучано Реццолла.

И столкновение нейтронных звезд было именно тем космическим экспериментом, который был нужен астрономам.

Выяснилось, что многие из ранее наблюдавшихся нейтронных звезд уже крайне близки к своему пределу. Согласно новым расчетам, у невращающихся нейтронных звезд не может максимальная масса превышать 2,16 солнечной. Если она увеличивается, звездный остаток сжимается. Однако, например у пульсара -
вращающейся нейтронной звезды - центробежная сила противодействует гравитации. Такой объект может стать на 20 % тяжелее, прежде чем ему начнет угрожать коллапс.

Пока верхний предел массы остается неопределенностью в несколько процентов. Но астрономы надеются, что смогут еще больше уменьшить эти возможные отклонения путем будущих наблюдений за дальнейшими столкновениями нейтронных звезд.

Источник: scinexx.de

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Перед отправкой комментария решите простой примерчик! *