Nowe modele gwiazd neutronowych pokazują, że ich najwyższe góry mogą mieć tylko ułamki milimetra wysokości, ze względu na ogromną grawitację na bardzo gęstych obiektach.
Gwiazdy neutronowe to jedne z najgęstszych obiektów we Wszechświecie: ważą mniej więcej tyle co Słońce, ale mierzą jedynie około 10 km średnicy, co jest wielkością zbliżoną do dużego miasta.
Ze względu na swoją zwartość gwiazdy neutronowe mają ogromne przyciąganie grawitacyjne około miliard razy silniejsze niż Ziemia. To zgniata każdą cechę na powierzchni do maleńkich rozmiarów i oznacza, że gwiezdna pozostałość jest prawie idealną kulą.
Chociaż są one miliardy razy mniejsze niż na Ziemi, te deformacje z idealnej kuli są jednak znane jako góry. Zespół odpowiedzialny za prace, kierowany przez doktoranta Fabiana Gittinsa z Uniwersytetu w Southampton, wykorzystał modelowanie obliczeniowe do zbudowania realistycznych gwiazd neutronowych i poddania ich szeregowi sił matematycznych w celu zidentyfikowania, w jaki sposób powstają góry.
Zespół zbadał również rolę ultragęstej materii jądrowej we wspieraniu gór i odkrył, że największe wytworzone góry miały zaledwie ułamek milimetra wysokości, sto razy mniejsze niż poprzednie szacunki.
Fabian komentuje: „Przez ostatnie dwie dekady było duże zainteresowanie zrozumieniem, jak duże mogą być te góry, zanim pęknie skorupa gwiazdy neutronowej, a góra nie będzie już dłużej podtrzymywana”.
Wcześniejsze prace sugerowały, że gwiazdy neutronowe mogą wykazywać odchylenia od idealnej sfery do kilku części na milion, co sugeruje, że góry mogą mieć nawet kilka centymetrów. Obliczenia te zakładały, że gwiazda neutronowa była napięta w taki sposób, że skorupa była bliska pęknięcia w każdym punkcie. Jednak nowe modele wskazują, że takie warunki nie są fizycznie realistyczne.
Fabian dodaje: „Wyniki te pokazują, że gwiazdy neutronowe naprawdę są niezwykle kulistymi obiektami. Ponadto sugerują, że obserwowanie fal grawitacyjnych z wirujących gwiazd neutronowych może być jeszcze większym wyzwaniem, niż wcześniej sądzono”.
Chociaż są to pojedyncze obiekty, ze względu na ich intensywną grawitację, wirujące gwiazdy neutronowe z niewielkimi deformacjami powinny wytwarzać fale w strukturze czasoprzestrzeni znane jako fale grawitacyjne. Fale grawitacyjne z rotacji pojedynczych gwiazd neutronowych nie zostały jeszcze zaobserwowane, chociaż przyszłe postępy w niezwykle czułych detektorach, takich jak zaawansowane LIGO i Virgo, mogą być kluczem do badania tych unikalnych obiektów.
