Гравитация гор на быстро вращающихся нейтронных звездах создает рябь в пространстве-времени, известную как гравитационные волны. Лазерно-интерферометрическая обсерватория гравитационных волн (LIGO) занимается поиском таких волн. Фото предоставлено: Чарльз Горовиц
Коллапсировавшие мертвые звезды, называемые нейтронными звездами, в триллион раз плотнее свинца, а особенности их поверхности практически неизвестны. Теоретики-ядерщики изучили механизмы горообразования, действующие на лунах и планетах нашей Солнечной системы. Некоторые из этих механизмов предполагают, что у нейтронных звезд, вероятно, есть горы.
«Горы» нейтронных звезд были бы намного массивнее, чем любые на Земле – настолько массивными, что сама по себе гравитация этих гор могла бы создавать небольшие колебания или рябь в ткани пространства и времени.
Горы или неосесимметричные деформации вращающихся нейтронных звезд эффективно излучают гравитационные волны. В исследовании, опубликованном в журнале Physical Review D, ядерные теоретики из Университета Индианы исследуют аналогии между горами нейтронных звезд и особенностями поверхности тел Солнечной системы.
И нейтронные звезды, и некоторые спутники, такие как спутник Юпитера Европа или спутник Сатурна Энцелад, имеют тонкую корку над глубокими океанами, в то время как Меркурий имеет тонкую корку над большим металлическим ядром. Тонкие листы могут сморщиться универсальным образом. Европа имеет линейные структуры, Энцелад — тигриные полосы, а Меркурий — изогнутые, ступенчатые структуры.
Нейтронные звезды с горами могут иметь сходные типы поверхностных особенностей, которые можно обнаружить, наблюдая непрерывные сигналы гравитационных волн. Самое внутреннее ядро Земли анизотропно, модуль сдвига зависит от направления.
Кроме того, когда материал коры нейтронных звезд анизотропен, возникает горообразная деформация, высота которой увеличивается по мере вращения звезды. Такая особенность поверхности могла бы объяснить максимальное вращение, наблюдаемое у нейтронных звезд, и возможную минимальную деформацию радиоизлучающих нейтронных звезд, называемых миллисекундными пульсарами.
Лазерно-интерферометрическая обсерватория гравитационных волн (LIGO) сейчас ищет волны, которые могут генерировать эти горы. Это исследование будет направлено на поиск колебаний в пространстве-времени, известных как непрерывные гравитационные волны. Эти волны настолько слабы, что их можно обнаружить только с помощью очень детального и чувствительного поиска, тщательно настроенного на предсказанные частоты и другие характеристики сигнала.
Первые обнаружения непрерывных гравитационных волн откроют новое окно во Вселенную и предоставят уникальную информацию о нейтронных звездах, самых плотных объектах, не считая черных дыр. Эти сигналы также могут позволить провести чувствительную проверку фундаментальных законов природы.
Информация от: Министерством энергетики США.
