Используя моделирование, физики выяснили, что «легкие» нейтронные звезды, масса которых не превышает 1,7 солнечной, обладают мягкой внешней оболочкой и твердым ядром, а «тяжелые» наоборот – твердой поверхностью и мягким ядром. При этом независимо от массы, диаметр этих экзотических объектов равен примерно 24 километрам. Результаты исследования представлены в журнале The Astrophysical Journal Letters.
«Наше обширное моделирование не только позволяет делать прогнозы для радиусов и максимальных масс нейтронных звезд, но и устанавливать новые ограничения на их деформируемость в двойных системах, то есть на то, насколько сильно они искажают друг друга своими гравитационными полями. Эти выводы станут особенно важными для точного определения неизвестного уравнения состояния с помощью будущих астрономических наблюдений и обнаружения гравитационных волн от слияния звезд», – заявили авторы исследования.
Сравнение радиуса типичной нейтронной звезды с размерами города Франкфурта-на-Майне (Германия). Credits: Lukas Weih, Goethe University, satellite image: GeoBasis-DE/BKG (2009) Google
С момента открытия нейтронных звезд более 60 лет назад ученые пытались расшифровать их структуру. Самая большая проблема – имитировать экстремальные условия в недрах этих объектов, поскольку на данный момент воссоздать это в лабораторных условиях невозможно. Поэтому существует множество моделей, в которых различные свойства – от плотности и температуры – описываются с помощью так называемых уравнений состояния, помогающих раскрыть возможную структуру нейтронных звезд от поверхности до внутреннего ядра.