Нейтронные звёзды являются самыми необычными и интересными объектами, которые существуют в нашей Вселенной: такая звезда может иметь массу вдвое больше, чем масса Солнца, но её радиус будет равняться всего паре десятков километров, а из этого следует, что она будет иметь огромную плотность – в тысячи миллиардов раз большую, чем самый плотный элемент на Земле.
Важным свойством нейтронных звёзд, отличающим их от нормальных звёзд, является то, что их масса не может расти неограниченно. Действительно, если не вращающаяся звезда увеличивает свою массу, то и её плотность также будет увеличиваться. В определённый момент звезда достигнет массы, выше которой ничто не сможет удержать её от коллапса, и она превратится в чёрную дыру. Критическая масса, в данном случае, которая также называется ещё и “максимальная масса” представляет собой верхний предел массы, которой может обладать не вращающаяся нейтронная звезда.
Однако, если звезда вращается, то предел максимальной массы увеличивается. Вращающаяся звезда, на самом деле, может быть значительно более массивной, чем если бы она была не вращающейся, просто потому, что дополнительная центробежная сила может помочь уравновесить силу тяжести. Но всё же, даже и в этом случае звезда не может быть сколь угодно массивной, поскольку увеличение массы должно сопровождаться увеличением вращения, а как известно существует предел того, насколько быстро может вращаться звезда прежде, чем её разорвёт на части. Следовательно, для любой нейтронной звезды существует абсолютная максимальная масса, которая равна наибольшей массе для быстро вращающейся звезды.
Определение этого значения довольно трудоёмкая задача, поскольку оно зависит от уравнения состояния вещества из которого состоит звезда. Именно по этой причине проблема определения максимальной массы вращающейся нейтронной звезды была нерешённой в течение многих десятилетий. Это изменилось благодаря новой работе, опубликованной в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
“Как оказалось расчёт максимальной массы для вращающейся нейтронной звезды прежде чем она станет чёрной дырой описывается относительно простым соотношением”, – сказал профессор Лучано Резолла (Luciano Rezzolla) – один из авторов статьи, доктор кафедры теоретической астрофизики в Университете Гёте во Франкфурте.
Удивительно, но теперь мы знаем, что даже самое быстрое вращение может увеличить максимальную массу звезды не более чем на 20%.
“Этот результат всегда был на наших глазах, но мы должны были провести ряд повторных расчётов что бы не допустить ни малейшей ошибки”, – сказала Косима Брой (Cosima Breu) – аспирантка из университета Франкфурта, которая проводила анализ данных во время своей дипломной работы.
Брой и Розолла также предложили усовершенствованный способ расчёта момента инерции для нейтронных звёзд. Применение нового способа позволит измерить радиус звезды с точностью до 10%.
