Колебательные моды или неустойчивости в нейтронных звёздах, раскрывающие их внутреннюю структуру.Колебания нейтронных звёзд — это моды вибрации самых плотных наблюдаемых объектов во Вселенной. Эти звёзды, масса которых сравнима с массой Солнца, сжатой в сферу диаметром около 20 километров, могут звенеть, как колокол, при возмущениях, вызванных звёздотрясениями, аккрецией или слияниями. Частоты этих колебаний зависят от внутренней структуры звезды, включая уравнение состояния ядерной материи при плотностях, значительно превышающих те, что можно исследовать в земных лабораториях.
Теоретические основы звёздных колебаний были разработаны в 1960-х годах, но первые наблюдательные свидетельства колебаний нейтронных звёзд появились в 1990-х годах благодаря рентгеновским наблюдениям квазипериодических осцилляций в аккрецирующих нейтронных звёздах. Эта область получила новый импульс с обнаружением гравитационных волн от слияний нейтронных звёзд, которые, как ожидается, возбуждают колебания.
Колебания вызываются различными возвращающими силами: давлением (как звуковые волны), гравитацией (как поверхностные волны на звезде) и даже сильным ядерным взаимодействием. Они проявляются как периодические изменения светимости звезды, её вращения или излучения гравитационных волн. Различные моды — такие как радиальные, нерадиальные, моды давления (p-моды), гравитационные (g-моды) и сдвиговые (s-моды) — исследуют разные слои звезды, от коры до сверхтекучего ядра. Измеряя их частоты и времена затухания, астрономы могут определить массу, радиус и состав звезды.
Колебания нейтронных звёзд используются для ограничения уравнения состояния плотной ядерной материи, что необходимо для понимания ядерной физики, сверхновых и поведения материи при экстремальных плотностях. Они также предоставляют способ проверки общей теории относительности в сильных гравитационных полях.
Частоты колебаний нейтронных звёзд могут варьироваться от нескольких герц до более чем килогерца, что означает, что некоторые моды вибрируют более тысячи раз в секунду — гораздо быстрее, чем любой музыкальный инструмент.
| f_ISCO | переменная | орбитальная частота на ISCO — частота Гц |
| M | переменная | масса центрального объекта — масса кг |
| c | константа | скорость света в вакууме — скорость света = 299792458 м/с |
| G | константа | гравитационная постоянная Ньютона — гравитационная постоянная = 6.67430e-11 м³/(кг·с²) |
| ψ | переменная | амплитуда возмущения — волновая функция |
| A | переменная | начальная амплитуда — амплитуда |
| ω_I | переменная | мнимая часть частоты (скорость затухания) — скорость распада 1/с |
| ω_R | переменная | действительная часть частоты (частота осцилляций) — угловая частота 1/с |
| φ | переменная | фазовый сдвиг — фаза |
