Американские и испанские астрофизики сделали открытие, которое может перевернуть наши представления о самых загадочных объектах во Вселенной — нейтронных звездах. Как выяснилось, их магнитные поля оказывают куда более мощное влияние на гравитационные волны, чем предполагалось ранее. Это открытие, опубликованное в журнале Physical ReviewLetters, может изменить методы изучения этих космических гигантов при помощи будущих гравитационных обсерваторий.
Наши модели показали, что при сближении двух нейтронных звезд их магнитные поля буквально взрываются по интенсивности. Это приводит к тому, что формирующаяся новая звезда испускает гравитационные волны с заметно более высокой частотой. Эти возмущения могут исказить или полностью замаскировать следы внутренней структуры звезды, которые мы ищем в спектре волн.
- Стюарт Шапиро, руководитель работы, профессор Университета штата Иллинойс
Это значит, что сами данные, которые ученые надеялись использовать как «рентген» нейтронных звезд, могут быть искажены одним из самых сложных для моделирования факторов — магнетизмом. До сих пор считалось, что ключ к разгадке устройства этих объектов находится в структуре гравитационных волн, испускаемых при слиянии. Однако новая работа показывает: без учета резкого усиления магнитных полей эти «ключи» могут быть вовсе не тем, чем кажутся.
Интерес к нейтронным звездам резко возрос после 2017 года, когда детекторы LIGO впервые зафиксировали гравитационные волны от их слияния. С тех пор ученые надеялись использовать такие события для расшифровки внутреннего состава этих объектов. Одни предполагают, что в их сердцевине скрыт сверхплотный кристалл, другие — что это жидкость из экзотических кварков. Но магнитное поле может стать новым «черным ящиком», через который придется научиться «видеть».
В ходе расчетов ученые протестировали две популярные модели строения нейтронных звезд и пришли к тревожному выводу: магнитные искажения в некоторых случаях превышают те, что связаны с самой структурой звезды. Это делает учет магнитных полей не просто желательным, а обязательным для анализа данных, полученных с будущих установок вроде Cosmic Explorer.
Нейтронные звезды — это ядра умерших звезд, сжатые до невероятной плотности. Их диаметр — всего около 10 километров, но масса — в несколько раз больше солнечной. Понять, как они устроены внутри, — одна из важнейших задач современной астрофизики. И теперь стало ясно, что разгадать их тайны будет куда сложнее.
