Кора нейтронных звёзд в 10 миллиардов раз прочнее стали

Самое детальное и точное моделирование коры нейтронной звезды выполнили Чарльз Горовиц (Charles Horowitz) из университета Индианы (Indiana University Bloomington) и Кай Кадау (Kai Kadau) из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе (Los Alamos National Lab). Они учли в своей модели, что сильное гравитационное поле при сжатии материала коры убирает из её решётки внутренние дефекты, приводя к формированию сверхчистого кристалла. И новый компьютерный расчёт показал, что его (кристалла) прочность в 10 миллиардов раз превышает таковую у стали, а это ведёт к интересным последствиям.

Помимопрочего, нейтронные звёзды отличаются чрезвычайно сильными магнитнымиполями, что приводит к ряду интересных эффектов (иллюстрация CaseyReed/Penn State University).
Ранее учёные предполагали, чтопрочность этой коры сопоставима с таковой у самых прочных материалов,имеющихся на Земле, но оказалось — она выше на много порядков. Это нетолько означает пересмотр ряда положений в астрофизике, но и ведёт квозможности поимки на Земле гравитационных волн.

Из чего состоит нейтронная звезда (вернее её глубины) — досконально неизвестно. Предполагается, что далеко не только из нейтронов, как считается "номинально". Но точно ясно, что снаружи такого объекта имеется твёрдая кора, составленная из атомов с большим числом нейтронов.

Диаметр нейтронной звезды составляет 20-30 километров, а масса, в большинстве случаев, примерно 1,4 солнечной. Толщина коры нейтронной звезды составляет 1,5-2 км (иллюстрация NASA).

Сила тяжести на поверхности нейтронной звезды примерно в 2 х 1011 раз сильнее, чем на поверхности Земли. Потому учёные до сих пор полагали, что поверхность нейтронной звезды — чрезвычайно гладкая. Максимальные отклонения тут, мол, не превышают 5 миллиметров, причём растянутых на большие расстояния.

Однако существуют процессы, способные иногда нарушить этот "круглый идеал": перетекание материала со звезды-компаньона, локальные вздутия коры в открытых горячих точках или "горы", вздымающиеся в результате звездотрясений, когда целостность коры нарушается. Вопрос в том — как долго продержатся такие искажения формы? А это зависит как раз от прочности коры, которой требуется удерживать на себе "горы" колоссального веса.

Прежние оценки прочности практически не оставляли "горам" никакого шанса — кора их просто не выдержала бы. Но новое значение меняет дело — на нейтронных звёздах могут существовать "горы", высотой до 10 сантиметров (теперь понятно, откуда кавычки у гор?), при этом вытягивающиеся на километры в длину, полагают учёные.

А эти сверхмассивные (плотность-то высока) "кряжи" или "пояса" означают, что при быстром вращении такие нейтронные звёзды генерируют гравитационные волны в 100 раз более энергичные, чем те, на которые могли рассчитывать астрофизики до этого исследования. Следовательно, возрастает шанс на обнаружение таких волн наземными детекторами.