Как взвесить нейтронную звезду без фокусов экспресс
Нейтронная звезда — это город величиной с Манхэттен, сжатый до такой плотности, что чайная ложка её вещества весит как гора Эверест. Чтобы понять, из чего она состоит внутри, учёные измеряют её радиус. Но есть загвоздка: многие измерения грешат систематическими ошибками — как если бы вы пытались определить рост человека, который постоянно вертится и наклоняется. Особенно это касалось спокойных рентгеновских двойных — систем, где нейтронная звезда тихо ворует вещество у соседки, не устраивая ярких вспышек.
Авторы взяли такую звезду X7 в скоплении 47 Тукана и применили программу X-PSI. Она честно моделирует вращение и возможные горячие пятна на поверхности — те самые «верчения и наклоны». Результат: радиус звезды с массой 1,4 солнечной равен 12,9 ± 0,4 км. Это как если бы вы измерили ширину волоса с точностью до пары микрон, хотя сам волос крутится в пальцах.
Главный сюрприз — учёт вращения и пятен почти не сдвинул оценку радиуса (меньше процента) и не размыл неопределённость. Значит, для X7 эти эффекты не критичны, вероятно, из-за долгих наблюдений. Это хорошая новость: спокойные двойные, которые раньше считались капризными, могут снова стать надёжными линейками для измерения нейтронных звёзд. А точный радиус — это ключ к уравнению состояния, главной загадке: как ведёт себя материя, когда её сдавили сильнее, чем в атомном ядре.
Так что старая линейка снова в деле. Теперь, комбинируя данные от разных источников, физики смогут точнее нарисовать портрет самого плотного вещества во Вселенной.
Чайная ложка вещества нейтронной звезды весит около 4 миллиардов тонн — это примерно вес всех людей на Земле, упакованный в объём напёрстка.