Установлен предел максимальной массы нейтронных звезд

В отличие от черных дыр, нейтронные звезды не могут расти бесконечно: набрав определенный размер, они легко коллапсируют в ту же черную дыру. Максимально возможная для них масса оценивается всего в 2,16 массы Солнца. 

После того как крупная звезда гибнет во взрыве сверхновой и сбрасывает вещество своих внешних оболочек, остатки могут коллапсировать. В экстремальном случае образуется черная дыра, но если массы ядра звезды недостаточно, на ее месте появляется невероятно плотная нейтронная звезда.

Черные дыры могут иметь массу невероятно большую и расти в течение жизни, набирая миллионы и миллиарды масс Солнца. Однако у нейтронных звезд есть предел, за которым ничто уже не может противостоять накопленной массе коллапсировать в черную дыру под действием собственной гравитации. Оценить этот предел удалось команде профессора франкфуртского Университета Гёте Лучано Реццолы (Luciano Rezzolla), статью ученых публикует издание Astrophysical Journal Letters.

Стоит еще раз вспомнить, что нейтронные звезды являются одними из самых плотных объектов во Вселенной. Имея размеры немногим более 10 км в диаметре, такая звезда будет весить вдвое больше Солнца и создавать соответствующее экстремальное гравитационное поле. Поэтому Реццола и его коллеги использовали данные обсерватории LIGO и других телескопов, которые летом 2017 года наблюдали гравитационные волны и излучение, пришедшие от пары сливающихся нейтронных звезд в 130 млн световых лет от нас.

Это позволило упростить теоретические расчеты поведения сверхплотного вырожденного вещества, из которого состоят нейтронные звезды, и оценить верхний предел их массы в 2,16 массы Солнца. В самом деле, средний размер известных нейтронных звезд составляет около 1,4 массы Солнца, а самые крупные немногим тяжелее двух солнц – так, пульсар PSR J0348+0432 имеет массу 2,01 солнечной.