Ученые нашли новый ключ к пониманию странной работы нейтронной звезды – объекта настолько плотного, что его объем с массой в несколько солнц занимает пространство меньше обычного города.
Оказывается, существует универсальная связь между тремя величинами, связанными с тем, насколько быстро звезды вращаются и насколько легко деформируется их форма. Эта связь может помочь астрономам понять физику ядра внутри нейтронных звезд и отличить эти звезды от своих двоюродных братьев (кварковых звезд).
Рождение нейтронных звезд происходит в момент, когда массивные звезды расходуют топливо для ядерного синтеза и коллапсируют. Их внешние слои “изгоняются”, а ядра сжимаются под действием силы тяжести, становясь все плотнее и плотнее. В конце концов, давление настолько возрастает, что даже атомы не могут сохранять свою структуру, и они разрушаются. Протоны и электроны по сути сливаются друг с другом, производя нейтроны, а также легкие частицы, известные как нейтрино. Конечным результатом является звезда, масса которой на 90% состоит из нейтронов.
Кварковые звезды еще более странные объекты, поскольку они плотнее, чем нейтронные звезды. Даже нейтроны не могут выжить в этих звездах, и они тают на свои составляющие – кварки.
Частью проблемы является то, что ученые не могут окончательно назвать различие между нейтронными звездами и кварковыми звездами при текущих наблюдениях, так что некоторые из известных нейтронных звезд могут быть фактически кварковыми звездами. Тем не менее, недавнее исследование, обнаружившее новые отношения между величинами, может помочь отличить два супер-плотных объекта.
Исследователи обнаружили, что для всех нейтронных звезд существует связь между тремя величинами: 1) момент инерции звезды, который определяет, как быстро она может вращаться; 2) “Число Любви” (см. подробнее); 3) квадрупольный момент, который отражает как легко форма звезды деформируется. Итак, наличие связи означает, что если одна из этих величин может быть измерена, то и другие могут быть выведены.
Понимание этих отношений для нейтронных звезд может также помочь ученым в исследовании общей теории относительности и законов физики в сильном гравитационном поле.
Источник: Space.com