Физики раскрыли причину, по которой нейтронные звёзды не достигают предела возможной скорости вращения

Ученые Университета Индианы, Хорхе Моралес и Чарльз Хоровиц, опубликовали новое исследование, которое разъясняет таинственное ограничение скорости вращения нейтронных звезд. Их работа проливает свет на вопрос, почему эти астрофизические объекты никогда не достигают предполагаемой максимальной скорости.

Нейтронные звезды, являющиеся остатками массивных звезд после взрыва сверхновых, относятся к наиболее плотным объектам во Вселенной. Эти звезды вмещают массу, превосходящую массу Солнца, в сфере, объем которой в миллиард раз меньше объема Земли. Они характеризуются вращением на скорости несколько сотен оборотов в секунду.

Тем не менее, ученых давно волновало, почему наблюдаемая максимальная скорость вращения этих звезд составляет лишь около половины теоретически возможной скорости разрушения. Новая работа предполагает, что разгадка кроется в характеристиках коры нейтронной звезды, состоящей из так называемой «ядерной пасты» — материала, значительно превосходящего сталь по прочности.

Моралес и Хоровиц создали модель, показывающую, как кора звезды реагирует на разные скорости вращения. При этом происходит расширение материи на экваторе с одновременным её сжатием у полюсов. Когда напряжение от этой деформации превосходит предел прочности коры, происходит её разрушение вдоль экватора на границе с внутренней «ядерной пастой». Согласно расчётам, это наступает при достижении 58% от теоретической скорости разрушения, что согласуется с наблюдаемыми данными.

После нарушения целостности коры, её обломки могут смешаться, нарушая осевую симметрию звезды. Ученые предполагают, что это ведет к излучению гравитационных волн, которые удаляют лишний угловой момент, препятствуя дальнейшему ускорению вращения.

Исследователи подчеркивают необходимость в дальнейшем исследовании влияния магнитных полей в коре звезды и релятивистских эффектов, а также возможностей обнаружения гравитационных волн от подобных источников.

Источник: iXBT