Sao neutron có những ngọn núi cao dưới một milimet

Một nhóm các nhà vật lý thiên văn gần đây đã sử dụng các mô hình sao neutron mới để lập bản đồ các ngọn núi - các vùng nhô lên nhỏ - trên các cấu trúc hình cầu hoàn hảo của các ngôi sao . Họ phát hiện ra rằng độ lệch lớn nhất vẫn rất nhỏ do lực hấp dẫn cường độ cao, có chiều cao chưa đầy một milimét .

Sao neutron là lõi chết của những ngôi sao khổng lồ một thời tự sụp đổ . Chúng là những vật thể dày đặc nhất trong Vũ trụ ngoài các lỗ đen. Chúng được gọi là sao neutron vì lực hấp dẫn của chúng rất mạnh đến mức các electron trong nguyên tử của chúng sụp đổ thành proton, tạo thành neutron. Chúng nhỏ gọn đến mức đóng gói khối lượng lớn hơn Mặt trời của chúng ta vào một hình cầu không rộng hơn một thành phố.

Đánh giá của nhóm về “núi” trên các sao neutron này được đưa ra trong hai bài báo hiện được lưu trữ trên máy chủ in trước arXiv; cùng nhau, các bài báo đánh giá mức độ lớn của những ngọn núi này. Kết quả của nhóm nghiên cứu sẽ được trình bày hôm nay tại Cuộc họp Quốc gia về Thiên văn học của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia.

Fabian Gittins, một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Southampton, cho biết: “Trong hai thập kỷ qua, người ta quan tâm nhiều đến việc tìm hiểu những ngọn núi này có thể lớn đến mức nào trước khi lớp vỏ của ngôi sao neutron bị vỡ, và ngọn núi không còn có thể được nâng đỡ”. và là tác giả chính của hai bài báo, trong một thông cáo báo chí của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia .

Nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng núi sao neutron có thể cao vài cm - lớn hơn nhiều lần so với những gì nhóm gần đây ước tính. Các tính toán trước đó giả định rằng ngôi sao neutron sẽ chịu những va chạm lớn như vậy trên bề mặt của nó nếu nó bị căng đến giới hạn của nó, giống như Atlas giữ thế giới. Nhưng mô hình gần đây cho thấy rằng các tính toán trước đó là hành vi không thực tế để mong đợi từ một ngôi sao neutron.

“Trong hai thập kỷ qua, người ta đã quan tâm nhiều đến việc tìm hiểu những ngọn núi này có thể lớn đến mức nào trước khi lớp vỏ của sao neutron bị vỡ và ngọn núi không còn có thể được nâng đỡ nữa,” Gittins giải thích trong bản phát hành.

Nghiên cứu trước đây đã gợi ý rằng các sao neutron có thể duy trì độ lệch so với một hình cầu hoàn hảo lên đến vài phần trong 1 triệu, ngụ ý rằng các ngọn núi có thể lớn tới vài cm . Những tính toán này cho rằng ngôi sao neutron bị căng theo cách mà lớp vỏ gần như bị vỡ tại mọi điểm. Tuy nhiên, các mô hình mới chỉ ra rằng các điều kiện như vậy khó có thể xảy ra.

“Một ngôi sao neutron có một lõi chất lỏng, và lớp vỏ đàn hồi và trên đó là một đại dương chất lỏng mỏng. Mỗi khu vực đều phức tạp, nhưng chúng ta hãy quên bản in đẹp đi, ” Nils Andersson, đồng tác giả của cả hai bài báo và một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Southampton, cho biết trong một email. “Những gì chúng tôi đã làm là xây dựng các mô hình liên kết các khu vực khác nhau này lại với nhau theo cách chính xác. Điều này cho phép chúng ta nói khi nào và ở đâu lớp vỏ đàn hồi bị vỡ đầu tiên. Các mô hình trước đây đã giả định rằng biến dạng là cực đại tại tất cả các điểm tại cùng một thời điểm và điều này dẫn đến (chúng tôi nghĩ) những ngọn núi ước tính hơi quá lớn ”.

Những sản lượng lớp vỏ này có nghĩa là năng lượng từ ngọn núi sẽ được giải phóng vào một khu vực lớn hơn của ngôi sao, Andersson nói. Mặc dù dựa trên các mô hình máy tính, nhưng sự thay đổi của lớp vỏ sẽ “không đủ mạnh để làm cho ngôi sao sụp đổ, bởi vì vùng vỏ bao gồm các vật chất có mật độ khá thấp,” Andersson nói.

Những câu hỏi hấp dẫn vẫn còn. Có một khả năng, Andersson nói rằng sau khi chia tay lớp vỏ đầu tiên, núi lớn hơn so với những đội bóng theo mô hình có thể xảy ra do các dòng chảy của vật chất trên bề mặt của ngôi sao . Nhưng ngay cả những ngọn núi đó cũng sẽ nhỏ hơn nhiều so với một ngọn đồi , bị nén bởi lực hấp dẫn khổng lồ của các ngôi sao.

Thêm: Các nhà vật lý thiên văn phát hiện lỗ đen và sao neutron hợp nhất, lần này là chắc chắn