Учёные из Университета Индианы Хорхе Моралес и Чарльз Хоровиц представили новое исследование, объясняющее загадочное ограничение скорости вращения нейтронных звёзд. Их работа проливает свет на то, почему эти космические объекты никогда не достигают теоретически возможной максимальной скорости вращения.

Нейтронные звёзды, представляющие собой остатки массивных звёзд после взрыва сверхновых, являются одними из самых плотных объектов во Вселенной. Они способны уместить массу, превышающую массу Солнца, в сфере, объём которой примерно в миллиард раз меньше объёма Земли. Эти космические тела вращаются со скоростью несколько сотен оборотов в секунду.

Туманность пульсарного ветра Вела. Туманности пульсарного ветра питаются пульсарами.   Источник: IXPE / MSFC / Fei Xie & (Chandra) NASA / CXC / SAO / STScI Hubble / Judy Schmidt / Kimberly Arcand & Nancy Wolk

Однако учёных давно интересовал вопрос, почему наблюдаемая максимальная скорость вращения нейтронных звёзд составляет лишь около половины от теоретически возможной скорости разрушения. Новое исследование предполагает, что ответ кроется в особенностях коры нейтронных звёзд, состоящей из так называемой «ядерной пасты» — вещества, которое в миллиарды раз прочнее стали.

Моралес и Хоровиц создали модель, демонстрирующую, как кора нейтронной звезды реагирует на различные скорости вращения. При вращении материя вокруг экватора звезды раздаётся наружу, в то время как около полюсов втягивается внутрь. Когда напряжение от этой деформации превышает прочность коры, она раскалывается вдоль экватора на границе со внутренней «ядерной пастой». Согласно расчётам, это происходит при достижении 58% от теоретической скорости разрушения, что точно соответствует наблюдаемому максимуму.

После раскола фрагменты коры могут смещаться, нарушая симметрию звезды относительно оси вращения. Учёные предполагают, что это приводит к излучению гравитационных волн, которые уносят избыточный угловой момент, препятствуя дальнейшему ускорению вращения звезды.

Исследователи отмечают, что требуется дальнейшее изучение влияния магнитных полей в коре звезды и релятивистских эффектов, а также возможности обнаружения гравитационных волн от таких источников.

Подробнее на iXBT