Горы на нейтронных звездах скорее всего меньше миллиметра в высоту

Группа астрофизиков недавно использовала новые модели нейтронных звезд, чтобы нанести на карту горы — крошечные возвышенности – на, казалось бы, идеально сферических объектах.

Ученые предполагают, что из-за колоссальной гравитации высота «гор» на нейтронных звездах редко достигает миллиметра

Нейтронные звезды — это мертвые ядра некогда огромных звезд, которые схлопнулись сами в себя. Это самые плотные объекты во всей Вселенной, не считая черных дыр. Их называют «нейтронными звездами», потому что гравитация такого ядра настолько велика, что электроны в их атомах коллапсируют в протоны, образуя нейтроны. Они настолько компактны, что упаковывают массу, превышающую массу нашего Солнца, в сферу, диметр которого можно сравнить с городом на Земле.

«В течение последних двух десятилетий научное сообщество проявляло большой интерес к вопросу о том, насколько велики могут быть горы на нейтронной звезде до момента, пока сама ее кора не расколется и структура возвышенности не нарушится», — рассказал Фабиан Гиттинс, астрофизик из Саутгемптонского университета и ведущий автор двух статей, найти которые можно на портале arXiv.

Предыдущая работа показала, что горы нейтронных звезд могут быть высотой в несколько сантиметров — во много раз больше, чем предполагали ученые. В более ранних расчетах выдвигалась гипотеза, что нейтронная звезда сможет удерживать на себе подобные неровности, если будет напряжена до предела – но теперь ученые считают, что это совершенно нереалистичный сценарий.

Считалось, что нейтронные звезды могут выдерживать отклонения от идеальной сферы до нескольких частей на миллион, подразумевая, что горы могут быть размером до нескольких сантиметров. Для этого нейтронная звезда должна быть деформирована таким образом, чтобы кора была близка к разрыву одновременно во всех точках. Однако новые модели демонстрируют, что такие условия маловероятны.

«У нейтронной звезды есть жидкое ядро, упругая кора и, кроме того, тонкий и жидкий слой. Каждый регион сложен, но мы построили модели, которые правильно объединяют разные регионы в единое целое. Это позволило нам предсказать, когда и где эластичная корка начнет разрушаться изначально», — заявил Нильс Андерссон, соавтор обеих статей и астрофизик из Университета Саутгемптона. Он отмети, что, согласно предыдущим моделям, деформация должна была быть максимальна во всех точках одновременно, и из-за этого расчеты показывали аномально высокие горы.

Горы на нейтронных звездах формируются в результате сдвигов частей ее коркового слоя – совсем как на Земле. Но, судя по свежим данным, в реальности подобные сдвиги «не будут настолько сильными, чтобы заставить поверхность звезды коллапсировать, потому что область земной коры включает в себя вещество довольно низкой плотности», — пояснил Андерссон.

Впрочем, пока у астрономов нет способа на живом примере изучить подобные нюансы сверхплотного объекта, остается множество вопросов. По словам Андерссона, существует вероятность, что после первого разрыва земной коры из-за распространения потока вещества по поверхности звезды действительно смогут образовать горы большего размера, чем те, которые смоделировала команда. Но даже эти горы были бы совсем крошечными, поскольку на них все еще давила бы невероятная гравитация нейтронной звезды.