Открыта самая тяжёлая из известных нейтронная звезда
30 октября 2010 года
<dynamicpagelist> category = Опубликовано category = Наука и технологии notcategory = Не публиковать count = 8 stablepages = only suppresserrors = true namespace = Main addfirstcategorydate = true </dynamicpagelist>
Используя крупнейший в мире параболический поворотный радиотелескоп Грин-Бэнк, астрономы открыли самую массивную из известных нейтронную звезду. Её масса почти в два раза выше, чем масса Солнца, что позволяет отвергнуть сразу несколько теоретических моделей строения нейтронных звёзд.
Нейтронные звёзды являются «трупами» взорвавшихся сверхновых. Их размеры не превышают размеры небольшого города, а масса обычно порядка массы Солнца. Таким образом протоны и электроны в нейтронных звёздах настолько близко сжаты друг к другу, что образуют нейтроны. Плотность нейтронных звёзд может в несколько раз превышать плотность вещества в атомных ядрах. Все эти особенности делают нейтронные звёзды уникальным объектом для изучения вещества в сверхплотных состояниях.
Ранее считалось, что масса нейтронной звезды не может превышать двух солнечных масс, иначе звезда схлопнулась бы в чёрную дыру, поэтому полученные данные ставят ряд теоретических моделей под вопрос. В частности, высказывались предположения, что помимо нейтронов в состав ядер нейтронных звёзд входят так называемые «свободные» кварки, а также K-мезоны и гипероны. Существование звёзд с массой более двух солнечных масс отвергают эти предположения.
Для того, чтобы измерить массу нейтронной звезды учёные использовали то обстоятельство, что данная звезда является двойной и имеет напарника в виде белого карлика. Удачным оказалось и то, что орбита вращения звёзд вокруг друг друга повёрнута к Земле практически ребром. Исследовавшаяся нейтронная звезда является также и быстровращающимся пульсаром, испускающим узконаправленные радиосигналы. На Земле эти сигналы регистрируются 317 раз за секунду, в то время как частота вращения звёзд по орбите составляет один оборот в 9 дней. Когда в процессе движения белый карлик закрывает собой нейтронную звезду от Земли, радиосигнал проходит в непосредственной близости от поверхности карлика. Из общей теории относительности известно, что сильное гравитационное поле замедляет поток времени и поэтому в эти моменты лучи тратят на дорогу чуть больше времени, чем в остальное время. Этот эффект известен как эффект Шапиро. Измерив задержку, можно определить массу белого карлика, а зная её и параметры орбиты, можно найти и массу нейтронной звезды. В наблюдениях масса нейтронной звезды оказалось равной 1,97 масс Солнца.
Полученные результаты могут быть уложены в рамки ещё нескольких гипотез о строении нейтронных звёзд, однако заметно сужают границы возможных значений параметров в этих теориях, в частности, уменьшается теоретически возможная максимальная плотность холодной материи.
Факт существования массивных нейтронных звёзд имеет значение и для других астрофизических проблем. Так, например, один из типов гамма-всплесков (так называемые, всплески «короткой длительности») чаще всего объясняется столкновением двух нейтронных звёзд. И новые результаты увеличивают вероятность того, что это объяснение является верным. Считается также, что столкновение нейтронных звёзд может быть источником гравитационных волн, которые пытаются зарегистрировать сразу в нескольких лабораториях.
Источники править
- P. B. Demorest, T. Pennucci, S. M. Ransom, M. S. E. Roberts & J. W. T. Hessels A two-solar-mass neutron star measured using Shapiro delay (Английский) // Nature. — 2010. — Т. 467. — С. 1081—1083.
- «Astronomers Discover Most Massive Neutron Star Yet Known; Discovery Has Broad Implications for Astrophysics, Nuclear Physics». Science Daily, 27 октября 2010 года. (архив)
- ««Сверхтяжелая» нейтронная звезда отрицает теорию «свободных» кварков». РИА Новости, 29 октября 2010 года. (архив)