Кора нейтронных звёзд в 10 миллиардов раз прочнее стали

Помимо прочего, нейтронные звёзды отличаются чрезвычайно сильными магнитными полями, что приводит к ряду интересных эффектов (иллюстрация Casey Reed/Penn State University).

Ранее учёные предполагали, что прочность этой коры сопоставима с таковой у самых прочных материалов, имеющихся на Земле, но оказалось — она выше на много порядков. Это не только означает пересмотр ряда положений в астрофизике, но и ведёт к возможности поимки на Земле гравитационных волн.

Самое детальное и точное моделирование коры нейтронной звезды выполнили Чарльз Горовиц (Charles Horowitz) из университета Индианы (Indiana University Bloomington) и Кай Кадау (Kai Kadau) из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе (Los Alamos National Lab).

Они учли в своей модели, что сильное гравитационное поле при сжатии материала коры убирает из её решётки внутренние дефекты, приводя к формированию сверхчистого кристалла. И новый компьютерный расчёт показал, что его (кристалла) прочность в 10 миллиардов раз превышает таковую у стали, а это ведёт к интересным последствиям.

Из чего состоит нейтронная звезда (вернее, её глубины) — досконально неизвестно. Предполагается, что далеко не только из нейтронов, как считается «номинально». Но точно ясно, что снаружи такого объекта имеется твёрдая кора, составленная из атомов с большим числом нейтронов.

Диаметр нейтронной звезды составляет 20-30 километров, а масса, в большинстве случаев, примерно 1,4 солнечной. Толщина коры нейтронной звезды составляет 1,5-2 км (иллюстрация NASA).

Сила тяжести на поверхности нейтронной звезды примерно в 2 х 1011 раз сильнее, чем на поверхности Земли. Потому учёные до сих пор полагали, что поверхность нейтронной звезды — чрезвычайно гладкая. Максимальные отклонения тут, мол, не превышают 5 миллиметров, причём растянутых на большие расстояния.

Однако существуют процессы, способные иногда нарушить этот «круглый идеал»: перетекание материала со звезды-компаньона, локальные вздутия коры в открытых горячих точках или «горы», вздымающиеся в результате звездотрясений, когда целостность коры нарушается. Вопрос в том — как долго продержатся такие искажения формы? А это зависит как раз от прочности коры, которой требуется удерживать на себе «горы» колоссального веса.

Прежние оценки прочности практически не оставляли «горам» никакого шанса — кора их просто не выдержала бы. Но новое значение меняет дело — на нейтронных звёздах могут существовать «горы» высотой до 10 сантиметров (теперь понятно, откуда кавычки у гор?), при этом вытягивающиеся на километры в длину, полагают учёные.

А эти сверхмассивные (плотность-то высока) «кряжи» или «пояса» означают, что при быстром вращении такие нейтронные звёзды генерируют гравитационные волны в 100 раз более энергичные, чем те, на которые могли рассчитывать астрофизики до этого исследования. Следовательно, возрастает шанс на обнаружение таких волн наземными детекторами.

Читайте также о кварковых звёздах, замёрзшем пульсаре и впервые увиденном в оптическом диапазоне магнетаре.



STEREO научился предсказывать анатомию солнечных бурь

16 апреля 2009

Калифорния построит первую в мире космическую электростанцию

16 апреля 2009

Найдена ещё одна граница космоса

10 апреля 2009

Соискатели X PRIZE впервые посадят цветы на Луне

6 апреля 2009

Космическая рука зажгла газовое облако

6 апреля 2009