Нейтронные звёзды могут быть тяжелее, чем мы думали экспресс
Плотность в центре нейтронной звезды такова, что чайная ложка её вещества весила бы как гора. Физики давно пытаются понять, насколько массивной может быть такая звезда, прежде чем она схлопнется в чёрную дыру. Классический предел, выведенный в 1970-х, опирался на предположение, что материя в ядре становится несжимаемой (жёсткой) только при очень высоких плотностях. Авторы новой работы ослабили это условие и разрешили жёсткой фазе появляться раньше — уже при плотности, сравнимой с плотностью атомного ядра.
Оказалось, что в таком случае максимальная масса звезды подскакивает до 4 масс Солнца и выше. Это важно, потому что между самыми тяжёлыми нейтронными звёздами (около 2 масс Солнца) и самыми лёгкими чёрными дырами (около 5 масс Солнца) есть «провал» — там почти нет известных объектов. Новый результат заполняет этот провал: возможно, там скрываются сверхтяжёлые нейтронные звёзды, которые мы пока не умеем отличить от маленьких чёрных дыр. Авторы дали удобную формулу, связывающую верхний предел массы со скоростью звука и плотностью, при которой материя становится жёсткой.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2604.03204
We revisit the derivation of the Rhoades-Ruffini bound on the upper limit for the maximum mass of neutron stars and find that the assumption made there for the onset of an ultimately stiff phase of high-density matter is not stringent. Relaxing this assumption and allowing for an onset of stiff non-nucleonic matter under neutron star constraints at the saturation density or below boost the upper limit of the theoretically possible maximum mass to $$4~M_\odot$$ or higher, in the mass-gap region between neutron stars and stellar-mass black holes. We provide a fit formula for the dependence of this upper limit on the speed of sound and the onset density of the deconfinement transition.
Скорость звука в сверхплотной материи может достигать заметной доли скорости света — быстрее, чем в любом обычном веществе.