Астрофизики выявили влияние магнитных полей на гравитационные волны нейтронных звезд
Наблюдение за слияниями нейтронных звезд является гораздо более сложным и неоднозначным предприятием, чем казалось ученым. Всему виной мощные магнитные поля этих погибших светил, которые могут вносить искажения в доходящие до нас сигналы. Такой вывод содержится в исследовании, опубликованном командой астрофизиков в журнале Physical Review Letters.
Столкновение нейтронных звезд — одно из самых экстремальных событий во Вселенной (по крайней мере, в звездном масштабе). Возмущение в ткани пространства-времени в эти моменты так велико, что образовавшиеся гравитационные волны имеют шанс достичь земных детекторов. А поведение сверхплотной материи в ходе подобных катастроф современные физики описывают в рамках теоретической модели, известной как «уравнение состояния». Но, судя по новейшему исследованию, эта модель нуждается в определенных дополнениях.
Испано-американская команда ученых во главе с Антониосом Цукаросом провела ряд симуляций, чтобы установить, какие факторы больше всего влияют на ход таких слияний. Учитывая, что имеющийся в распоряжении человечества инструментарий по их изучению пока весьма ограничен, данное исследование фактически стало его «калибровкой». И главной «темной лошадкой» неожиданно оказались магнитные поля погибших светил, поведение которых в большинстве предыдущих работ не учитывалось. Как выяснилось, очень зря.
Влияние магнитосфер на колебания нейтронных звезд после слияния оказались не «незначительной деталью», которой можно пренебречь, а важнейшим параметром, который сам по себе может приводить к выраженным частотным сдвигам. Дело в том, что магнитные поля (и без того в миллиард раз более сильные чем любые, созданные человеком) в моменты столкновений становятся еще мощнее. Поэтому интерпретация результатов фазового перехода по гравитационным волнам без учета этого фактора становится крайне рискованной.
«Предыдущие работы других исследователей были слишком оптимистичными в попытках определить термодинамические свойства внутри нейтронных звезд, полностью игнорируя влияние магнитного поля», — отметил Цокарос. «Сильное магнитное поле заставляет звезду колебаться и генерировать гравитационные волны с более высокой частотой. Тем самым маскируя сдвиги частоты, вызванные другими причинами», — добавил его коллега Джейми Бамбер.
Это означает, что результаты ряда исследований, в которых явления, протекающие внутри нейтронных звезд, рассматривались без включения в расчеты магнитного поля, необходимо пересмотреть. Что, впрочем, не умаляет грандиозного успеха ученых, в 2017 году впервые зафиксировавших слияние этих сверхплотных объектов с помощью гравитационно-волновых обсерваторий. Впрочем, с их помощью можно изучать множество других феноменов, и даже, возможно, устранить знаменитый «информационный парадокс черных дыр».
Самое популярное
