Определена скорость звука в недрах нейтронных звезд
Немецкие ученые определили вероятные скорости звука в недрах нейтронных звезд, что позволило смоделировать внутреннюю структуру этих компактных объектов. Во внутреннем ядре скорость звука, вероятно, может достигать околосветовых значений, а масса нейтронной звезды не сильно влияет на ее радиус.The Astrophysical Journal Letters: измерена вероятная скорость звука в нейтронных звездах
Фото: Shot by Cerqueira / Unsplash
Физики Франкфуртского университета имени Гете (Германия) определили вероятную скорость звука в недрах нейтронных звезд, которая может достигать околосветовых значений. Результаты исследования, представленные в статье в The Astrophysical Journal Letters, также позволили смоделировать внутреннюю структуру этих компактных объектов.
Нейтронные звезды являются сверхплотными космическими объектами, которые состоят из коры, внешнего и внутреннего ядра. Одним из важных свойств материи нейтронной звезды является жесткость, которая необходима для предотвращения коллапса нейтронной звезды в черную дыру и измеряется величиной, называемой скоростью звука. В свою очередь, скорость звука связана с уравнениями состояния, описывающими физику и свойства материи. Однако в самой внутренней части нейтронной звезды плотность вещества достигает значений, для которых уравнения состояний остаются достоверно неизвестными.
В новой научной работе авторы построили более 1,7 миллиона различных уравнений состояний, которые удовлетворяют ограничениям, накладываемым как теоретической ядерной физикой, так и астрофизическими наблюдениями. Это позволило вывести функцию плотности вероятности для скорости звука и определить, какой из сценариев изменения скорости звука в недрах нейтронных звезд является наиболее правдоподобным с учетом всех ограничений. Всего было проанализировано более 10 миллионов звездных моделей.
Оказалось, что скорость звука в недрах нейтронных звезд, скорее всего, изменяется непрерывно и где-то внутри значительно приближается к скорости света. Ученые также наложили ограничения на размер нейтронных звезд, определив, что их масса не сильно влияет на радиус, который приблизительно равен 12 километрам.
Как сообщается в пресс-релизе исследования, опубликованном на агрегаторе Phys.org, уравнения состояния предполагают, что «легкие» нейтронные звезды с массой менее 1,7 массы Солнца, вероятно, имеют жесткое внутреннее ядро, где скорость звука достигает пика, тогда как более тяжелые нейтронные звезды вместо этого имеют жесткое внешнее ядро и более мягкое внутреннее ядро.
