Однако при достижении максимальной массы у звезды появляется альтернатива коллапсу: она может вращаться. Фактически, вращающаяся звезда может поддерживать массу больше, чем если бы она не вращалась, просто потому, что дополнительная центробежная сила может помочь уравновесить гравитационную силу. Однако и в этом случае звезда не может быть произвольно массивной, потому что увеличение массы должно сопровождаться увеличением вращения, и есть предел скорости вращения звезды до разрушения. Следовательно, для любой нейтронной звезды существует абсолютный максимум массы, который определяется самой большой массой модели с самым быстрым вращением.
Определить это значение из первых принципов сложно, потому что оно зависит от уравнения состояния вещества, составляющего звезду, а оно все еще практически неизвестно. Из-за этого определение максимальной вращающейся массы нейтронной звезды десятилетиями оставалось нерешенной проблемой.
Ситуация изменилась с недавней работой, опубликованной в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, где было обнаружено, что действительно можно предсказать максимальную массу, которую может получить быстро вращающаяся нейтронная звезда, просто посчитав, какова максимальная масса соответствующей невращающейся звезды. конфигурация.«Примечательно, что такая сложная система, как вращающаяся нейтронная звезда, может быть описана таким простым соотношением», — заявляет профессор Лучано Резцолла, один из авторов публикации и заведующий кафедрой теоретической астрофизики Университета Гете во Франкфурте. «Удивительно, но теперь мы знаем, что даже самое быстрое вращение может увеличить максимальную массу не более чем на 20%», — отмечает Резцолла.Хотя для получения этого результата было рассчитано очень большое количество звездных моделей, в этом открытии было важно правильно взглянуть на эти данные. В частности, необходимо было понять, что, если они представлены с надлежащей нормализацией, данные ведут себя универсальным образом, то есть таким образом, который по существу не зависит от уравнения состояния.
«Этот результат всегда был у нас перед глазами, но нам нужно было посмотреть на него с правильной точки зрения, чтобы увидеть его на самом деле», — говорит Козима Бреу, магистрантка Франкфуртского университета, которая выполнила анализ данных. во время ее бакалаврской диссертации.Универсальное поведение, обнаруженное для максимальной массы, является частью более широкого класса универсальных соотношений, недавно обнаруженных для нейтронных звезд.
В этом контексте Бреу и Резцолла также предложили улучшенный способ выражения момента инерции этих вращающихся звезд с точки зрения их компактности. Как только станет возможным наблюдение момента инерции посредством измерения двойных пульсаров, новый метод позволит нам измерять радиус звезды с точностью 10% или меньше.
Этот простой, но мощный результат открывает перспективы более универсальных соотношений, которые можно найти во вращающихся звездах. «Мы надеемся найти не менее захватывающие результаты при изучении малоизученных оснований дифференциально вращающихся нейтронных звезд», — заключает Резцолла.