Может ли столкновение нейтронных звёзд привести к появлению чёрной дыры?

Нейтронные звёзды
Впечатление художника о слиянии двух нейтронных звёзд. Авторы и права: University of Warwick/Mark Garlick.

В принципе, создать чёрную дыру звёздной массы несложно. Просто подождите, пока большая звезда достигнет конца своей жизни, и наблюдайте, как её ядро ​​разрушится под собственной массой. Если ядро ​​имеет массу больше, чем масса 2-3 Солнц, то оно станет чёрной дырой. Если масса будет меньше, чем 2,2 солнечной, то она станет нейтронной звездой. Меньше 1,4 массы Солнца – появится белый карлик.

Чёрные дыры также могут образоваться в результате столкновения двух нейтронных звёзд. Если они сливаются в объект с массой большей критической, то это приведёт к появлению чёрной дыры. Но что это за масса? Новое исследование в Physical Review Letters пытается ответить на этот вопрос. Команда провела несколько компьютерных симуляций слияния нейтронных звёзд и обнаружила, что необходимая минимальная масса или критический предел зависит не только от общей массы двух звёзд, но и от внутренней структуры нейтронных звёзд, о котором мы до сих пор очень мало знаем.

Внутреннее пространство нейтронной звезды подчиняется уравнению состояния ядерной материи, которое описывает, например, насколько хорошо материал внутри звезды проводит тепло. Существует несколько предложенных уравнений состояния, каждое из которых учитывает немного разные факторы, поэтому команда смоделировала слияния с помощью ряда уравнений состояния.

Чёрная дыра
На этом изображении чёрная дыра MAXI J1820 + 070 поглощает материал соседней звезды и формирует аккреционный диск. Авторы и права: Aurore Simonnet / NASA’s Goddard Space Flight Center.

Они обнаружили, что если внутренняя часть нейтронной звезды относительно эластична или “мягка”, то даже слияние небольших нейтронных звёзд приведёт к образованию чёрной дыры. Но если внутренняя часть более жёсткая, то чёрной дыры не будет. Вместо этого они создадут большую быстро вращающуюся нейтронную звезду, которая сможет противостоять гравитационному коллапсу. Одним из критических факторов, определяющих результат, является то, распадутся ли нуклоны на кварки во время столкновения или нет.

Это исследование может оказаться решающим для нашего понимания нейтронных звёзд и чёрных дыр. В 2017 году обсерватории гравитационных волн LIGO и Virgo зафиксировали слияние двух нейтронных звёзд, но не смогли с уверенностью сказать, образовалась ли в результате взаимодействия чёрная дыра или большая нейтронная звезда. Со временем таких слияний будет фиксироваться больше, и мы сможем определить критический предел для создания чёрной дыры. В сочетании с этой новой работой мы сможем определить, какое уравнение состояния лучше всего описывает недра нейтронных звёзд.

Присоединяйся

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.