Ученые нашли «верхний предел» для размера нейтронных звезд

Последний рубеж является домом для бесчисленных циклов жизни и смерти; даже самые катастрофические события могут породить новые планеты и звезды. Нейтронные звезды являются одним из таких примеров, хотя конкретные детали о размерах этих гигантов ускользали от ученых на протяжении десятилетий.

Эти космические объекты представляют собой коллапсирующие ядра некогда огромных звезд, которые стали такими большими, что согнулись под собственным весом. Эти «звезды-зомби» были открыты в 1967 году и с тех пор были классифицированы как самые маленькие и самые плотные звезды из существующих. Но астрофизики до сих пор не смогли определить, насколько плотными могут стать эти нежить астральные тела.

Статья, опубликованная 9 января в Астрофизический журнал подробно рассказывается о том, как группа астрофизиков из Франкфуртского университета им. Гёте сумела построить предварительные исследования, чтобы точно рассчитать максимальную массу нейтронной звезды.

Типичная нейтронная звезда имеет радиус 12 километров (7,5 миль) и плотность около 1,4 солнечных масс, или в 1,4 раза больше массы Солнца. Эти размеры уже создают гравитационные поля, похожие на поля черных дыр. Однако были найдены еще более крупные примеры: пульсар PSR J0348 + 0432 - вращающаяся нейтронная звезда - работает при 2,01 солнечных массах.

Поскольку нейтронные звезды способны создавать мощные гравитационные поля, ученым не терпится выяснить, могут ли эти звезды продолжать расти в массе, как черные дыры. Это новое исследование выявило, что нейтронные звезды не могут расти бесконечно, как черные дыры, но у них есть «строгий верхний предел», который составляет 2,16 солнечных масс.

Группа астрофизиков рассчитала это, используя экспериментальные данные в теоретической модели.Они использовали предыдущие исследования, которые определили, что между нейтронными звездами существует «универсальная связь», то есть они могут быть представлены в уравнении как константа. Это позволило им использовать данные, собранные в прошлом году исследователями, которые наблюдали слияние двух нейтронных звезд, чтобы предоставить конкретные числа для более абстрактной части этого вычисления.

«Прелесть теоретического исследования в том, что оно может делать прогнозы. Теория, однако, отчаянно нуждается в экспериментах, чтобы сузить некоторые ее неопределенности », - заявил ведущий автор статьи, профессор Лучано Реццолла, в своем заявлении. «Поэтому весьма примечательно, что наблюдение единственного двойного слияния нейтронных звезд, которое произошло за миллионы световых лет, в сочетании с универсальными отношениями, обнаруженными в нашей теоретической работе, позволило нам разгадать загадку, которая видела столько спекуляций в прошлом».

Имея эту проблему за плечами, астрофизики могут лучше понять массу межгалактических объектов на расстоянии. Неплохой способ понять, что еще может происходить на расстоянии миллионов световых лет.