При взрыве сверхновой ее внешние слои выталкиваются, оставляя сверхкомпактную нейтронную звезду. Впервые обсерваториям LIGO и Virgo удалось наблюдать за процессом слияния двух нейтронных звезд. Они также сумели измерить их общую массу – 2.74 солнечных. Основываясь на этих наблюдениях, ученые смогли сузить размеры нейтронных звезд, используя компьютерное моделирование. Расчеты привели к минимальному радиусу в 10.7 км.
Крушение как доказательство
При столкновении две нейтронные звезды вращаются вокруг друг друга, сливаясь, чтобы создать звезду с удвоенной массой. В этом процессе рождаются гравитационные волны колебания. Это напоминает волны, сформированные брошенным в воду камнем. Чем тяжелее камень, тем выше волна.
Исследователи смоделировали разные сценарии слияния для недавно измеренных звездных масс, чтобы определить радиусы нейтронных звезд. При этом они полагались на разнообразные модели и уравнения состояния, характеризующие точную структуру нейтронных звезд. Потом команда проверила есть ли согласованность сценариев с наблюдениями. Оказалось, что можно исключить все модели, ведущие к прямому крушению, потому что коллапс создает черную дыру. Но телескопы видели яркие световые источники в месте столкновения, что свидетельствует против гипотезы краха.
В итоге, удалось исключить ряд моделей вещества нейтронной звезды (те, что прогнозируют радиус меньше 10.7 км). Но о внутренней структуре все еще мало информации.
Фундаментальные свойства материи
Нейтронные звезды по массе превосходят солнечную, но их радиус достигает лишь 10 км. В итоге, они вмещают больше массы в меньшем пространстве, что приводит к экстремальным условиям внутри. Ученые уже десятки лет занимаются изучением этих условий.
Новые вычисления помогают лучше разобраться в характеристике вещества высокой плотности в нашей Вселенной. Будущие наблюдения помогут улучшить существующие модели. Обсерватории LIGO и Virgo только приступили к обзорам, поэтому в ближайшие несколько лет ожидаются новые открытия.