Вікно у нейтронну зірку. Вчені зможуть зазирнути всередину найгустішого об'єкта у Всесвіті

Нейтронні зірки є одними з найунікальніших об'єктів у Всесвіті. Вчені вважають, що вони мають діаметр від 15 до 20 км, однак є одними із найщільніших об'єктів у космосі. Їх маса вдвічі більша, ніж у Сонця, а щільність перевищує щільність будь-якого природного матеріалу на Землі в десятки трильйонів разів. Але вчені досі не уявляють, з чого складаються нейтронні зірки, тобто їх так зване рівняння стану (РС). Вчені з Принстонського університету, США, представили своє бачення розв'язання цієї проблеми, пише Phys.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Астрофізикам дуже хотілося б зазирнути всередину нейтронних зірок, які є остиглими ядрами померлих зірок-гігантів. Але ці зірки надто дрібні й перебувають надто далеко, щоб їх можна було вивчити за допомогою сучасних телескопів.

Тому вчені покладаються на непрямі дані, які можна виміряти, наприклад, на масу та діаметр нейтронної зірки для розрахунку РС, так само як можна використовувати довжину двох сторін прямокутного трикутника для визначення його гіпотенузи.

Але виміряти діаметр нейтронної зірки дуже складно. Багатонадійною альтернативою для майбутніх спостережень є використання вивчення нейтронних зірок величини, яка називається піковою спектральною частотою або f2.

Але як виміряти цю величину? Зіткнення між нейтронними зірками провокують появу сильних викидів гравітаційних хвиль. За словами Еліаса Моста з Принстонського університету, пікову спектральну частоту можна розрахувати за сигналом такої гравітаційної хвилі.

Раніше вчені вважали, що f2 буде розумним показником діаметра нейтронної зірки, оскільки між ними існує пряма відповідність. Але автори нового дослідження стверджують, що це не завжди так.

За словами Моста, визначення РС не схоже на розв'язання простого завдання про гіпотенузу. Натомість це більше схоже на обчислення найдовшої сторони неправильного трикутника, де також потрібна третя складова інформації, а саме кут між двома коротшими сторонами.

За словами Керолін Рейтель з Принстонського університету, цією третьою складовою є "нахил відношення маса-діаметр", яка кодує інформацію про УС. Це нове відкриття дозволить вченим, які працюють із гравітаційно-хвильовими обсерваторіями наступного покоління, краще використовувати дані, отримані після зіткнень нейтронних зірок.

За словами Райтель, ці дані можуть показати, з чого складаються нейтронні зірки.

"Деякі теоретичні передбачення припускають, що в ядрах нейтронних зірок фазові переходи можуть перетворювати нейтрони на субатомні частинки — кварки. Якщо це так, то всередині нейтронних зірок усередині зірок міститься море вільної кваркової матерії. Наша робота може допомогти майбутнім дослідникам визначити, чи справді відбуваються такі фазові переходи", — каже Рейтель.

Як уже писав Фокус, вчені виявили найважчу нейтронну зірку у Всесвіті. І він є другою за швидкістю обертання нейтронною зіркою в Чумацькому Шляху.

Також Фокус писав про те, що астрономи знайшли один із найшвидших об'єктів у Чумацькому Шляху і це нейтронна зірка, яка летить крізь космос із величезною швидкістю.

Нагадуємо, що "вибухова хвиля" від народження чорної дірки на відстані 2 млрд світлових років від нас вдарила по атмосфері Землі, як уже писав Фокус.