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总体趋势中子星上的山脉上限越来越小
这些“山”可能比之前的预测小数百倍 。
中子星的3D可视化 。
新的研究表明 ， 中子星上覆盖着只有几分之一毫米高的“山” ， 这意味着这些凸起比先前估计的要小数百倍 。
中子星是紧凑的恒星物体 ， 大小与直径约6.2英里（10公里）的大城市相似 ， 重量至少为 1.4个太阳质量（太阳重量的1.4倍） 。 它们是由重量在10到25个太阳质量之间的恒星爆炸死亡而诞生的 。 因此 ， 它们是宇宙中密度最大的天体之一 ， 并且拥有极其强大的引力场 ， 大约是地球的20亿倍 。 这种极端的引力将中子星挤压成近乎完美的球体 ， 这些球体被光滑而坚固的地壳包围 。
然而 ， 先前的研究发现 ， 地壳的变形在这些恒星的表面形成了山脉 。
现在 ， 在英国举行的2021年全国天文会议上公布的新发现表明 ， 这些山脉可能比科学家之前认为的要小数百倍 。
首席研究员、英国南安普顿大学的博士生 Fabian Gittins 说 ， “它们可能应该被称为‘颠簸’或‘小山’ ， 而不是‘山’ 。
不完美的球体
中子星的地壳是恒星外部的固体层 ， 类似于地壳 ， 由破碎的重元素的原子核组成 ， 其中包含恒星内部的超致密中子汤 。 Gittins 说 ， 它的厚度约为0.6英里（1公里） ， 是恒星中密度最低的区域 。
当地壳承受巨大的压力并开始破裂时 ， 就会形成山脉 。 “这些山脉的形成方式有很多种 ， ”Gittins说 。 “所需要的只是让恒星改变它的形状 。 ”
一个专家对中子星周围强烈电磁场的印象 。
山体形成的可能解释包括其强电磁场的应变增加或随着时间的推移它们旋转得更慢的事实 。 但它也可能是由一种被称为故障的现象引起的 ， 在这种现象中 ， 恒星突然开始更快地旋转 ， Gittins 说 。
然而 ， 无论是什么原因导致山脉形成 ， 它们的大小都受到地壳在破裂前所能承受的应变量的限制 。 地壳越坚固 ， 它所能支撑的山脉就越大 ， Gittins 说 。
比预期的要小 Gittins和他的团队通过创建精确模拟中子星地壳的计算机模型来预测中子星山脉的大小 。 “我们使这些模型受到各种数学力量的影响 ， 这些力量产生了山脉 ， ”Gittins说 。 “我们增加了力量的大小 ， 直到地壳破裂 。 ”
这支持了团队预测中子星在不破裂的情况下可以维持的最大可能山脉 。 他们的新预测表明 ， 早先将这些山峰定为一厘米高的估计可能存在重大缺陷 。 “在研究这个问题时 ， 我们发现以前的研究在他们的方法上存在技术问题 ， ”Gittins 说 ，
“主要问题之一是先前的预测假设中子星地壳的形状在每个点上都会最大限度地拉紧地壳 ， 但事实证明这在物理上是不可能的 。 ”他补充说：“我们的方法不是在每个点上都将地壳拉到最大 ， 而是在单个点上 。 ”Gittins 说 ， 众所周知 ， 时空中子星中的涟漪会快速旋转 ， 因为它们从爆炸的母星中保留了角动量 。“当一颗以不对称方式变形的中子星旋转时 ， 它会在它周围的时空结构中引起涟漪 ， ”Gittins 说 ， “这些涟漪被称为引力波 。 ”
研究人员于2015年首次使用激光干涉仪引力波天文台 (LIGO) 探测到来自两个旋转黑洞的引力波 。 据 Live Science 此前报道 ， LIGO 已经探测到中子星碰撞产生的两个独立的引力波事件 ， 但孤立的中子星仍然难以捉摸 。“目前 ， 我们还无法探测到来自旋转中子星的引力波 ， ”Gittins 说 。 然而 ， 他补充说 ， 这些修改也告诉科学家们很多关于中子星的信息 。 中子星上的山脉越小 ， 它们产生的引力波就越小 。 因此 ， 他们缺乏检测可能支持 Gittins 的预测 。
“鉴于我们知道探测器的灵敏度 ， 我们可以设定中子星上的山脉必须有多大的上限 ， ”Gittins 说 。 “总体趋势是上限越来越小 。 ”
