На нейтронных звёздах могут быть горы, искривляющие пространство-время: Что на самом деле 'волнует' космос?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Представьте себе нечто невероятно плотное, настолько, что чайная ложка этого вещества весила бы на Земле как целая гора. Это — нейтронные звёзды, остатки гигантских светил, которые исчерпали своё топливо и схлопнулись под собственной гравитацией. Они в триллионы раз плотнее свинца, и, честно говоря, мы мало что знаем об их поверхности. Но недавние исследования намекают на нечто удивительное: на этих мёртвых звёздах могут существовать… горы.

А горы-то не простые!

«Горы», конечно, понятие условное. Это скорее деформации поверхности, неровности, вызванные внутренними процессами. Но они настолько массивны, что даже небольшие «горки» способны вызвать ощутимые колебания пространства-времени. То есть, гравитация этих «гор» создает рябь, подобную той, что оставляет камень, брошенный в воду, только гораздо масштабнее.

Деформированная нейтронная звезда, и рябь пространства-времени. Иллюстрация
Деформированная нейтронная звезда, и рябь пространства-времени. Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3
Аналогия со спутниками и планетами

Учёные, пытаясь понять процессы формирования этих «гор», обратились к аналогии с телами Солнечной системы. Оказывается, у многих лун и планет, как у Европы и Энцелада, есть тонкая кора над жидким океаном, или, как у Меркурия, кора над металлическим ядром. Эти тонкие слои подвержены деформации, что приводит к появлению линейных структур на Европе, полос на Энцеладе и изогнутых ступенек на Меркурии. А что, если нечто подобное происходит и на нейтронных звёздах?

Разрез экваториальной плоскости вращающейся звезды. Кора простирается от R0 до R и слегка анизотропна в направлении X. Цитирование: J.A. Morales, C. J. Horowitz arXiv:2309.04855 [astro-ph.HE]
Разрез экваториальной плоскости вращающейся звезды. Кора простирается от R0 до R и слегка анизотропна в направлении X. Цитирование: J.A. Morales, C. J. Horowitz arXiv:2309.04855 [astro-ph.HE]
Автор: J.A. Morales, C. J. Horowitz Источник: arxiv.org
Что «скрывается» внутри?

Внутреннее строение нейтронной звезды, конечно, отличается от планет. Но, как и ядро Земли, оно может быть анизотропным — то есть иметь свойства, которые зависят от направления. Если кора нейтронной звезды тоже анизотропна, то в результате вращения звезды на её поверхности неизбежно возникнут «горы». Более того, чем быстрее вращается звезда, тем выше эти «горы» будут становиться. Как вы думаете, почему это так важно? А потому, что это может объяснить наблюдаемые максимальные скорости вращения нейтронных звёзд, а также минимальную деформацию у так называемых миллисекундных пульсаров.

Индекс торможения n (сплошная черная кривая) и эллиптичность ϵ (пунктирная красная кривая) в зависимости от частоты вращения Ω в предположении, что спин сбивается только под действием ГВ-излучения, а кора застывает, пока звезда вращается при Ω0 = 300 Гц. Цитирование: J.A. Morales, C. J. Horowitz arXiv:2309.04855 [astro-ph.HE]
Индекс торможения n (сплошная черная кривая) и эллиптичность ϵ (пунктирная красная кривая) в зависимости от частоты вращения Ω в предположении, что спин сбивается только под действием ГВ-излучения, а кора застывает, пока звезда вращается при Ω0 = 300 Гц. Цитирование: J.A. Morales, C. J. Horowitz arXiv:2309.04855 [astro-ph.HE]
Автор: J.A. Morales, C. J. Horowitz Источник: arxiv.org
Ловим «рябь» пространства

Сейчас Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) ищет эти гравитационные волны, исходящие от «гор» нейтронных звёзд. Это, знаете, как искать звук от капель дождя в океане, — очень сложная задача. Но если ученые смогут поймать эти волны, это откроет совершенно новые горизонты в изучении Вселенной. Мы получим уникальные сведения о нейтронных звёздах, этих загадочных объектах, плотнее которых только черные дыры. И это может стать новым этапом в проверке фундаментальных законов природы, так как даже малейшие отклонения в измерениях могут иметь далеко идущие последствия.

Заглядывая в будущее

Обнаружение непрерывных гравитационных волн станет настоящим прорывом. Это как если бы мы внезапно получили возможность «видеть» гравитационные поля в динамике. Это, возможно, позволит нам лучше понять не только нейтронные звёзды, но и общую картину гравитации во Вселенной. Это, честно говоря, захватывает дух, представляя, какие открытия ещё ждут нас впереди. И всё это благодаря невидимым «горам» на мёртвых звёздах, которые рябят ткань пространства-времени.

3 комментария

Добавить комментарий

S
>>что [грамм] этого вещества [весил] бы на Земле [как целая гора]


[ржОт как конь]
Ну да, ну да, что же тяжелее — килограмм пуха или килограмм стали
d
Я этого бота-бредогенератора уже заблокировал, но сайт продолжает мне его подсовывать.
Сайт, я понимаю что у вас нет денег на редакторов.
Но можно устроить микро-геноцид против AI-ботов?
MadMixture
«Представьте себе нечто невероятно плотное, настолько, что грамм этого вещества весил бы на Земле как целая гора.»
Это позор!

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Живем ли мы в симуляции? Если да, то законы физики доказывают: мы в ней подопытные, а не игроки

Гипотеза о том, что окружающий мир представляет собой искусственно созданную среду, давно вышла за рамки умозрительной философии. Развитие теоретической физики, квантовой механики и теории...

101 километр между Волгой и Доном: зачем СССР соединил две великие реки

Если посмотреть на карту возле Волгограда, замысел кажется почти очевидным. Волга и Дон подходят друг к другу так близко, будто человеку осталось провести между ними одну линию. По Волге можно...

Три экологические формы байкальского омуля: как калибровка жаберных тычинок разделила один вид

Анатомический подсчет выростов на первой жаберной дуге байкальского омуля (Coregonus migratorius) дает строго фиксированный разброс: от 36 до 55 шт. Если у выловленной рыбы зафиксировано менее 41...

Этот лед горячее расплавленной стали: физики открыли новую форму воды в недрах планет-гигантов

Магнитные поля Земли, Юпитера и Сатурна имеют форму правильного диполя. Их силовые линии выходят из областей вблизи географических полюсов, а центр магнитного диполя практически совпадает с центром...

От рыбацкой деревушки до киберпанка: чем может удивить самый современный город мира Шэньчжэнь

В 1980 году Шэньчжэнь был одной большой рыбацкой деревней с рисовыми полями, тиной и парой тысяч бедных рыбаков с бесконечными рядами сушащихся на солнце карасей. Казалось, чтобы хотя бы...

Почему рябина иногда месяцами висит почти нетронутой, а потом птицы объедают дерево буквально за несколько дней

Осенняя рябина умеет долго выглядеть так, будто птицы её совершенно игнорируют. Гроздья висят яркими, тяжёлыми, заметными издалека, листья уже опали, вокруг почти не осталось другой растительной...