Нейтронные звезды, кажется, привлекают все самые вкусные сравнения в астрономии. Считается, что вещество внутри них организовано в виде структур, напоминающих «ядерную пасту», и теперь астрономы считают, что эти чрезвычайно плотные объекты можно разделить на два класса на основе шоколадного пралине в зависимости от их массы.
Нейтронные звезды являются конечным продуктом некоторых сверхновых, когда у звезды заканчивается топливо и она коллапсирует сама в себя. Это разрушенное ядро сжато в сферу, часто меньшую, чем город, с радиусом около 12 километров (7,5 миль). Они настолько плотны, что всего чайная ложка нейтронной звезды весит столько же, сколько гора, а гравитация настолько сильна, что горы на них имеют высоту всего в миллиметры. И мало что известно о том, что именно происходит внутри.
В новой статье, опубликованной в The Astrophysical Journal Letters, группа исследователей из Университета Гете попыталась разработать теоретическую основу для внутреннего строения нейтронных звезд и пришла к выводу, что они имеют различную внутреннюю структуру в зависимости от их массы. Чем они похожи на пралине? Если они будут весить более чем в 1,7 раза больше нашего Солнца, они будут тяжелыми нейтронными звездами и будут иметь жесткую внешность и более мягкое ядро (как шоколадные трюфели), в то время как более легкие имеют мягкую мантию и жесткое ядро (как Ferrero Roche).
«Нейтронные звезды, по-видимому, ведут себя немного как шоколадные пралине: легкие звезды напоминают те шоколадные конфеты, в центре которых есть лесной орех, окруженный мягким шоколадом, тогда как тяжелые звезды можно рассматривать скорее как те шоколадные конфеты, в которых твердый слой содержит мягкую начинку», — сказал соавтор исследования профессор Лучано Реззолла. «Этот результат очень интересен, потому что он дает нам прямую меру того, насколько сжимаемым может быть центр нейтронных звезд».
Они оценили диапазон масс этих объектов, который должен составлять от 1,4 до двух масс Солнца, и сумели установить ограничение на то, насколько большими могут стать эти объекты. Ответ не очень.
«Наше обширное численное исследование позволяет не только делать прогнозы радиусов и максимальных масс нейтронных звезд, но и устанавливать новые ограничения на их деформируемость в двойных системах, то есть на то, насколько сильно они искажают друг друга своими гравитационными полями», — добавил доктор Кристиан Экер.
«Эти идеи станут особенно важными для точного определения неизвестного уравнения состояния с будущими астрономическими наблюдениями и обнаружением гравитационных волн от слияния звезд».
