Гравитационные детекторы могут обнаружить сверхмалые нейтронные звезды
Команда астрофизиков разработала стратегию, которая должна позволить существующим гравитационно-волновым обсерваториям — LIGO и Virgo — обнаружить сверхмалые нейтронные звезды (если они на самом деле существуют). Первая итерация поисков не принесла прямого результата, зато помогла установить верхнее рамочное ограничение для частоты слияний этих сверхплотных погибших светил. Что, возможно, приведет к их открытию в ближайшем будущем.
Нейтронная звезда среди возможных сценариев гибели светил занимает промежуточное положение — между черными дырами и белыми карликами. Первыми становятся более массивные звезды, а вторыми — самые легкие (вроде нашего Солнца). Долгое время считалось, что между этими тремя вариантами «загробного существования» звезд есть четкие границы (прежде всего касающиеся массы), которые не пересекаются.
Однако новейшие данные, подставленные в уравнение Толмена-Оппенгеймера-Волкова (или TOV), дают основания предполагать, что возможно существование нейтронных звезд массой всего 1,1 солнечной. А при минимально допустимых значениях этот предел падает всего до 0,4 массы Солнца — что заметно меньше многих белых карликов. При этом остается вопрос: подобные сверхлегкие нейтронные звезды — это математическая абстракция, или есть механизмы, которые позволят им реально появиться и существовать?
Ответить на этот вопрос и решила команда астрофизиков, которая предлагает задействовать для данной цели один из новейших и самых совершенных инструментов, имеющихся в распоряжении человечества — гравитационно-волновые детекторы. В основном сейчас они улавливают колебания пространства-времени, исходящие от слияний черных дыр. Но на современном уровне чувствительности ничто не мешает им зафиксировать нечто вроде столкновения двух сверхмалых нейтронных звезд — ничто, кроме огромной редкости таких столкновений.
Вторая проблема заключается в том, что такие гравитационные волны по своей силе будут не слишком отличаться от «шумового фона». Но команда астрофизиков придумала, как преодолеть это затруднение — благодаря приливным деформациям нейтронных звезд в момент слияния. Эти деформации не только ослабляют сигнал, но и накладывают на него характерный отпечаток, который и можно целенаправленно искать.
Именно с целью найти такие сигналы команда и «переворошила» данные третьего цикла наблюдений LIGO-Virgo. За этот «первый подход к снаряду» ничего похожего на следы сверхмалых нейтронных звезд найти не удалось. Зато было установлено, что в наблюдаемом пространстве может произойти не более 2 000 слияний нейтронных звезд с массой не больше 70% солнечной. Быть может, недавнее троекратное увеличение чувствительности LIGO поможет найти эти редкие и экзотические звезды при новых обзорах уже в этом десятилетии.
