|
Максимальная масса невращающейся нейтронной звезды
|
|
|
|
Исследование, проведенное профессором Дж. Фань Ичжун из обсерватории Пурпурной горы Китайской академии наук добился значительной точности в определении верхнего предела массы невращающихся нейтронных звезд, что является ключевым аспектом в изучении ядерной физики и астрофизики. Исследователи показали, что максимальная гравитационная масса невращающейся нейтронной звезды составляет приблизительно 2,25 массы Солнца с погрешностью всего в 0,07 массы Солнца. Их исследование опубликовано в Physical Review D. Конечная судьба массивной звезды неразрывно связана с ее массой. Звезды массой менее восьми масс Солнца заканчивают свой жизненный цикл в виде белых карликов, поддерживаемых давлением вырождения электронов с хорошо известным верхним пределом массы, пределом Чандрасекара, около 1,4 масс Солнца. Для звезд тяжелее восьми, но легче 25 масс Солнца будут образовываться нейтронные звезды, которые вместо этого в основном поддерживаются давлением нейтронного вырождения.
|
|
|
Для невращающихся нейтронных звезд также существует критическая гравитационная масса (т.е. MTOV), известная как предел Оппенгеймера, выше которого нейтронная звезда коллапсирует в черную дыру. Установить точный предел Оппенгеймера довольно сложно. На основе первого принципа могут быть установлены только свободные границы. Многие конкретные оценки сильно зависят от модели. Результирующие MTOV разнообразны, а неопределенности велики. Профессор Команда Fan усовершенствовала вывод MTOV, включив надежные наблюдения за несколькими мессенджерами и надежные данные ядерной физики, обойдя неопределенности, присутствовавшие в более ранних моделях. Это включает в себя использование последних достижений в измерениях массы/радиуса с помощью детекторов гравитационных волн LIGO/Virgo и исследователя внутреннего состава нейтронной звезды (NICER).
|
|
|
|
В частности, они включили информацию о максимальном ограничении массы, полученную из распределения массы нейтронной звезды, и значительно сузили пространство параметров, что привело к беспрецедентной точности полученного MTOV. Для уменьшения потенциальных систематических ошибок были использованы три различные модели реконструкции по уравнению состояния (EoS), которые дали почти идентичные результаты для MTOV и соответствующего радиуса, который составляет 11,9 км с погрешностью 0,6 км при трех независимых подходах к реконструкции EoS. Точная оценка MTOV имеет глубокие последствия как для ядерной физики, так и для астрофизики. Это указывает на умеренно жесткую EoS для вещества нейтронных звезд и предполагает, что компактные объекты с массами в диапазоне приблизительно от 2,5 до 3,0 масс Солнца, обнаруженные LIGO/Virgo, с большей вероятностью являются самыми легкими черными дырами. Кроме того, остатки слияния двойных систем нейтронных звезд, общая масса которых превышает примерно 2,76 массы Солнца, коллапсировали бы в черные дыры, в то время как более легкие системы привели бы к образованию (сверхмассивных) нейтронных звезд.
|
|
|
|
Источник
|
