Нейтронные звёзды – это сверхплотные объекты, которые выглядят намного меньше обычных звёзд. Несмотря на то, что их массы сопоставимы с массами звёзд, их размеры часто не превышают размера небольшого города. В течение многих лет астрономы считали, что диаметр нейтронной звезды составляет от 19 до 27 километров. Это на самом деле довольно точное измерение, учитывая расстояния и характеристики нейтронных звёзд. Но астрономы работали над тем, чтобы уменьшить это число до ещё более точного значения.
Недавно, международная команда исследователей сделала именно это. Используя данные нескольких телескопов и обсерваторий, сотрудники Института гравитационной физики им. Макса Планка и Института Альберта Эйнштейна сузили оценки размеров нейтронных звёзд в два раза.
“Мы обнаружили, что типичная нейтронная звезда, которая в 1,4 раза тяжелее нашего Солнца, имеет радиус около 11 километров”, – сказал Бадри Кришнан.
Полученные результаты ограничивают радиус нейтронной звезды между 10,4 и 11,9 километрами, следовательно, её диаметр составляет от 20,8 до 23,8 километров.
Нейтронные звёзды образуются, когда у массивной звезды заканчивается топливо и происходит коллапс. Центральная область звезды, её ядро разрушается, превращая каждый протон и электрон в нейтрон. Если ядро коллапсирующей звезды находится между 1 и 3 солнечными массами, эти вновь созданные нейтроны могут остановить коллапс, сформировав тем самым нейтронную звезду.
Звёзды с большими массами будут продолжать разрушаться и в конце концов превратятся в чёрные дыры звёздной массы.
Исследовательская группа использовала модель, основанную на фундаментальном понимании того, как субатомные частицы взаимодействуют при высоких плотностях, наблюдаемых внутри нейтронных звёзд.
Но так как размер других звёзд может широко варьироваться, то и размеры нейтронных звёзд также должны меняться. Или всё таки нет?
По словам исследователей для других “обычных” звёзд соотношение между их массой и радиусом зависит от ряда переменных, таких как, например, элемент, с участием которого проходят термоядерные реакции в ядре звезды.
Однако, нейтронные звёзды настолько компактны и плотны, что в них нет отдельных атомов – вся звезда в основном представляет собой гигантское одиночное атомное ядро, состоящее почти полностью из нейтронов, плотно упакованных вместе. Поскольку все нейтроны состоят из одних и тех же частиц (кварков, скреплённых глюонами), то астрономы ожидают увидеть универсальную взаимосвязь между массой и радиусом для всех нейтронных звёзд.
Таким образом, зная массу нейтронной звезды, астрономы фактически могут ограничить её радиус.
