Астрономы выяснили, до каких размеров могут вырастать "мертвые звезды" - «Наука»

© Goethe-Universitat Frankfurt Гравитационные волны, порожденные во время слияния пульсаров

МОСКВА, 17 янв – Новости Дня. Анализ данных, собранных гравитационным детектором LIGO во время слияния двух пульсаров, показал, что нейтронная звезда не может весить чуть больше двух масс Солнца, говорится в статье, опубликованной в Astrophysical Journal Letters.

Детектор LIGO открыл гравитационные волны, порожденные нейтронными звездами"Теория позволяет нам предсказывать многие вещи, однако она очень часто нуждается в экспериментальных данных для того, чтобы ликвидировать или уменьшить определенные пробелы в ней. По этой причине крайне удивительно, что наблюдения всего за одним слиянием нейтронных звезд и наша теория помогли нам решить ту загадку, о которой наши коллеги так долго спорили в прошлом", — рассказывает Лучано Реццола (Luciano Rezzolla) из Института теоретической физики во Франукфурте (Германия).

Гравитационный детектор LIGO, открывший гравитационные волны в сентябре 2015 года, совершил свое следующее эпохальное открытие в августе прошлого года, обнаружив колебания пространства-времени, порожденные слиянием двух нейтронных звезд – "выгоревших" останков обычных светил, исчерпавших все запасы водорода и гелия.

Давление внутри нейтронных звезд настолько высоко, что электроны в них начинают сливаться с протонами, превращаясь в экзотическую материю, свойства которой до сих пор не до конца ясны. Часть физиков считает, что она похожа на жидкость, а другие полагают, что она является аналогом материи, заполнявшей Вселенную в первые мгновения после Большого Взрыва.

Астрономы нашли идеальный источник гравитационных волн

По этой причине ученые не знали, какими минимальными и максимальными размерами и массой могли обладать подобные светила, и где пролегает граница, отделяющая их от белых карликов и черных дыр. Открытие гравитационных волн, как отмечает Реццола, помогло решить обе этих проблемы.

Определенные свойства этих колебаний пространства-времени, по его словам, зависят от того, из какой материи состоят сближающиеся или сталкивающиеся нейтронные звезды и прочие компактные объекты. Другие их черты, наоборот, не зависят от структуры сталкивающихся "мертвых звезд", а только от их массы.

Эта особенность гравитационных волн позволила ученым определить, как выглядел продукт столкновения двух нейтронных звезд, породивших вспышку GW170817 — им была небольшая черная дыра, и вычислить точный предел максимальной массы ее прародителей.

Как показали их расчеты, максимальная масса нейтронной звезды не должна превышать 2,01-2,16 массы Солнца в том случае, если она не вращается вокруг своей оси. Этот показатель заметно меньше для пульсаров и других вращающихся "мертвых светил", чья максимальная масса больше солнечной всего на 20% при сверхбыстром вращении.

Гравитационные волны помогли астрономам "пощупать" мертвые звезды

Подобная оценка, как отмечает Реццола, занимает промежуточное положение среди остальных теоретических предсказаний – раньше часть ученых считала, что нейтронные звезды не могут весить больше 1,5 Солнц, а другие астрофизик полагали, что они могут быть примерно в три раза тяжелее нашего светила.

Иными словами, самая тяжелая нейтронная звезда в нашей галактике, пульсар J0348+0432, вплотную подобралась к границе, вычисленной Реццолой и его коллегами – она на 201% тяжелее Солнца. Дальнейшие наблюдения за гравитационными волнами и открытия новых пульсаров, как надеются ученые, помогут проверить, так ли это на самом деле.