Астрономы выяснили, до каких размеров могут вырастать «мертвые звезды»
РИА Новости. Анализ данных, собранных гравитационным детектором LIGO во время слияния двух пульсаров, показал, что нейтронная звезда не может весить чуть больше двух масс Солнца, говорится в статье, опубликованной в Astrophysical Journal Letters.
Гравитационные волны, порожденные во время слияния пульсаров
© Goethe-Universitat Frankfurt
«Теория позволяет нам предсказывать многие вещи, однако она очень часто нуждается в экспериментальных данных для того, чтобы ликвидировать или уменьшить определенные пробелы в ней. По этой причине крайне удивительно, что наблюдения всего за одним слиянием нейтронных звезд и наша теория помогли нам решить ту загадку, о которой наши коллеги так долго спорили в прошлом», — рассказывает Лучано Реццола (Luciano Rezzolla) из Института теоретической физики во Франукфурте (Германия).
Гравитационный детектор LIGO, открывший гравитационные волны в сентябре 2015 года, совершил свое следующее эпохальное открытие в августе прошлого года, обнаружив колебания пространства-времени, порожденные слиянием двух нейтронных звезд – «выгоревших» останков обычных светил, исчерпавших все запасы водорода и гелия.
Давление внутри нейтронных звезд настолько высоко, что электроны в них начинают сливаться с протонами, превращаясь в экзотическую материю, свойства которой до сих пор не до конца ясны. Часть физиков считает, что она похожа на жидкость, а другие полагают, что она является аналогом материи, заполнявшей Вселенную в первые мгновения после Большого Взрыва.
По этой причине ученые не знали, какими минимальными и максимальными размерами и массой могли обладать подобные светила, и где пролегает граница, отделяющая их от белых карликов и черных дыр. Открытие гравитационных волн, как отмечает Реццола, помогло решить обе этих проблемы.
Определенные свойства этих колебаний пространства-времени, по его словам, зависят от того, из какой материи состоят сближающиеся или сталкивающиеся нейтронные звезды и прочие компактные объекты. Другие их черты, наоборот, не зависят от структуры сталкивающихся «мертвых звезд», а только от их массы.
Эта особенность гравитационных волн позволила ученым определить, как выглядел продукт столкновения двух нейтронных звезд, породивших вспышку GW170817 — им была небольшая черная дыра, и вычислить точный предел максимальной массы ее прародителей.
Как показали их расчеты, максимальная масса нейтронной звезды не должна превышать 2,01-2,16 массы Солнца в том случае, если она не вращается вокруг своей оси. Этот показатель заметно меньше для пульсаров и других вращающихся «мертвых светил», чья максимальная масса больше солнечной всего на 20% при сверхбыстром вращении.
Подобная оценка, как отмечает Реццола, занимает промежуточное положение среди остальных теоретических предсказаний – раньше часть ученых считала, что нейтронные звезды не могут весить больше 1,5 Солнц, а другие астрофизик полагали, что они могут быть примерно в три раза тяжелее нашего светила.
Иными словами, самая тяжелая нейтронная звезда в нашей галактике, пульсар J0348+0432, вплотную подобралась к границе, вычисленной Реццолой и его коллегами – она на 201% тяжелее Солнца. Дальнейшие наблюдения за гравитационными волнами и открытия новых пульсаров, как надеются ученые, помогут проверить, так ли это на самом деле.
Источник: РИА Новости
