Montagne di stelle di neutroni possono essere alte solo frazioni di millimetri, emerge un nuovo modello | astronomia

A causa della loro compressione, le stelle di neutroni hanno un’enorme forza gravitazionale un miliardo di volte più forte della Terra. Questo riduce ogni caratteristica della superficie a dimensioni minuscole e significa che il resto stellare è una sfera quasi perfetta. Sebbene siano miliardi di volte più piccole di quelle sulla Terra, queste deformazioni della sfera perfetta sono conosciute come montagne. Precedenti studi hanno suggerito che le stelle di neutroni possono sopportare deviazioni da una sfera ideale di poche parti per milione, il che significa che le montagne possono essere grandi fino a pochi centimetri. Questi calcoli presumevano che la stella di neutroni fosse stata tesa in modo tale che la crosta si avvicinasse al collasso in ogni punto. Tuttavia, il nuovo modello indica che tali condizioni non sono materialmente realistiche.

“Negli ultimi anni, abbiamo goduto di una varietà di scoperte di onde gravitazionali di alleanze binarie compatte”, Fabian Gittens, un dottorato di ricerca Uno studente dell’Università di Southampton e colleghi.

“Tuttavia, l’attesa continua per la prima osservazione di una stella di neutroni rotante tramite onde gravitazionali, e finora sono stati ottenuti solo limiti superiori alla grandezza delle distorsioni coinvolte”.

“Per questi motivi, la massima deformazione quadrupla (o montagna) che una stella di neutroni può sopportare è di grande importanza”.

Nella nuova ricerca, gli scienziati hanno utilizzato la modellazione al computer per costruire stelle di neutroni realistiche e sottoporle a una serie di forze matematiche per determinare come sono state create le montagne.

Hanno anche studiato il ruolo del materiale nucleare superdenso nel sostenere le montagne.

Hanno scoperto che le montagne più grandi prodotte erano lunghe solo una frazione di millimetro, cento volte più piccole delle stime precedenti.

“Questi risultati mostrano quanto siano davvero straordinariamente sferiche le stelle di neutroni”, ha detto Gittens.

“Inoltre, suggeriscono che osservare le onde gravitazionali da stelle di neutroni rotanti potrebbe essere più difficile di quanto si pensasse in precedenza”.

“Sebbene siano oggetti singoli, a causa della loro intensa gravità, le stelle di neutroni rotanti con leggere distorsioni dovrebbero produrre increspature nel tessuto dello spaziotempo note come onde gravitazionali”.

“Le onde gravitazionali generate dalla rotazione di singole stelle di neutroni non sono ancora state osservate, sebbene sviluppi futuri in rivelatori altamente sensibili come LIGO e Virgo avanzati potrebbero essere la chiave per esplorare questi oggetti unici”.

Gittins e i loro coautori presentati Ricerca oggi in Incontro Nazionale di Astronomia della Royal Astronomical Society 2021 (NAM 2021).

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Fabian Gittens e altri. Modellare montagne di stelle di neutroni. uomini 2021