Дзвін у космосі: розкрити секрет найщільніших зірок допоможе явище, передбачене Ейнштейном

Астрономи знайшли новий спосіб вивчення нутрощів нейтронних зірок, використовуючи гравітаційні хвилі. Реверберації цих коливань у просторі-часі можуть розкрити секрет найщільніших зірок у Всесвіті. Дослідження опубліковано в журналі Nature Communications, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Нейтронні зірки, народжені після смерті масивних звичайних зірок, мають розмір приблизно 20 км і масу в 2 рази більшу, ніж у Сонця. Це означає, що вони складаються з найщільнішої матерії у відомому Всесвіті. Але через свої екстремальні характеристики нутрощі нейтронних зірок залишаються загадкою.

Астрономи вважають, що розкрити секрет внутрішнього складу нейтронних зірок можна за допомогою їхніх зіткнень, а якщо точніше за допомогою гравітаційних хвиль, які випускає залишок цього зіткнення.

Гравітаційні хвилі були вперше передбачені Альбертом Ейнштейном у 1915 році в загальній теорії відносності. Ця теорія передбачає, що гравітація виникає внаслідок викривлення масою тканини простору-часу. Коли масивні об'єкти прискорюються, то вони випускають коливання в просторі-часі, тобто гравітаційні хвилі.

Коли дві нейтронні зірки існують у подвійній системі, вони поступово наближаються одна до одної та згодом зіштовхуються, внаслідок чого на короткий час виникає залишок зіткнення внаслідок вибуху кілонової. Цей масивний залишок злиття нейтронних зірок, що швидко обертається, випускає гравітаційні хвилі у вузькому діапазоні частот. Астрономи вважають, що ці гравітаційні хвилі закодували в собі інформацію про внутрішню частину нейтронних зірок.

Використовуючи комп'ютерне моделювання, вчені виявили, що амплітуда сигналу гравітаційної хвилі після злиття з часом зменшується. У міру того, як це відбувається, сигнал стає дедалі чистішим. Це означає, що він починає звучати на одній частоті.

Астрономи назвали цю фазу еволюції сигналу "довгим дзвоном". Учені вважають, що існує сильний зв'язок між характеристиками "довгого дзвону" і властивостями найщільніших ділянок у ядрах нейтронних зірок.

Таким чином, аналіз "довгого дзвону" знижує невизначеності в рівнянні стану матерії при неймовірно високій щільності, виявленій у нейтронних зірках. Автори дослідження вважають, що такий сигнал гравітаційних хвиль поки що не можуть виявити сучасні детектори гравітаційних хвиль, але їхнє наступне покоління це зможе зробити.

Як уже писав Фокус, існування космічної паузи переписує історію Всесвіту. Несподівані епохи спокою пропонують природне пояснення темної матерії і багатьох інших нерозгаданих загадок астрономії.

Також Фокус писав про те, що до Сонячної системи на величезній швидкості наближається потрійна зірка разом зі своїм оточенням. Вчені вважають, що частина матеріалу з цієї зоряної системи вже проникла в околиці Землі.