Астрономы нашли самое жёсткое вещество во Вселенной и новый источник гравитационных волн

Кора нейтронной звезды скрывает необычные "макаронные изделия".

Кора нейтронной звезды скрывает необычные "макаронные изделия".
Иллюстрация NASA.

Разновидности "ядерных макарон".

Разновидности "ядерных макарон".
Иллюстрация McGill University.

Кора нейтронной звезды скрывает необычные "макаронные изделия".
Разновидности "ядерных макарон".

"Ядерные макароны" в коре нейтронной звезды жёстче всего, что когда-либо встречалось человечеству на Земле и в космосе. Такой вывод сделала международная группа исследователей, попутно открыв новый механизм излучения гравитационных волн.

Результат изложен в научной статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters группой во главе с Чарлзом Горовицем (Charles Horowitz) из Индианского университета в Блумингтоне.

"Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали о том, что такое нейтронные звёзды. Напомним об этом в двух словах. Нейтронная звезда образуется после взрыва сверхновой. Это необычайно плотный объект: кубический сантиметр такого вещества весит сотни миллионов тонн. В центре небесного тела под действием чудовищного давления протоны и электроны объединились в нейтроны, отсюда и название.

Нейтронная звезда покрыта твёрдой корой. В её нижнем слое из нейтронов и протонов (на небольшой глубине последние ещё встречаются) создаются структуры причудливой формы. Многие из них напоминают те или иные макаронные изделия. Как уточняет ресурс phys.org, учёные так и называют их: "ньокки", "спагетти", "лазанья". Собирательное название звучит как "ядерные макароны". В общем, специалистам в этой области, должно быть, очень неудобно работать на голодный желудок.

Разновидности "ядерных макарон".

Невероятная плотность вещества и эти образования, играющие роль своеобразной арматуры, должны создавать материал огромной жёсткости. Но каковы точные цифры? Это и выяснила команда Горовица.

" Жёсткость коры нейтронной звезды, особенно в её нижней части, имеет отношение к большому количеству астрофизических проблем, но не слишком хорошо известна", – говорит первый автор исследования Мэттью Каплан (Matthew Caplan в пресс-релизе Университета Макгилл.

Как уточняется в том же релизе, учёные предприняли самое масштабное в истории компьютерное моделирование внутреннего устройства нейтронных звёзд. На обычном ноутбуке с одним хорошим графическим процессором такие вычисления заняли бы 250 лет непрерывной работы. К счастью, в распоряжении учёных был суперкомпьютер.

Результаты расчёта показали, что модуль сдвига этого материала составляет невиданные 1030 эрг на кубический сантиметр. Это означает, что он в 10 миллиардов раз жёстче стали и вообще бьёт все рекорды по этому показателю.

"Наши результаты представляют ценность для астрономов, изучающих нейтронные звёзды. Их внешний слой является той частью, которую мы фактически наблюдаем, поэтому нам нужно понять [его устройство], чтобы интерпретировать астрономические наблюдения этих звёзд", – добавляет Каплан.

Более того, выяснилось, что нейтронные звёзды способны излучать достаточно мощные гравитационные волны не только при столкновении. Образование новых "ядерных макарон" тоже приводит к гравитационному всплеску. Правда, пока чувствительность действующих детекторов недостаточна для регистрации сигнала такой природы. Но инженеры работают над тем, чтобы улучшить характеристики как оборудования, так и методов обработки сигнала.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, как нейтронную звезду разглядели в немыслимых подробностях, а также о кварковой материи в глубине этих космических объектов.