Кора нейтронных звезд в 10 миллиардов раз прочнее стали - Гранит науки - 2009-05-14

Кора нейтронных звезд в 10 миллиардов раз прочнее стали – утверждают физики-теоретики на основании компьютерных молекулярно-динамических моделей

Профессор физического отделения Университета Индианы (Indiana University) Чарльз Горовиц (Charles Horowitz) провел моделирование коры массивных звезд, коими являются нейтронные звезды, вместе с коллегой из Лос-Аламосской Национальной лаборатории (Los Alamos National Laboratory) Каем Кадау (Kai Kadau). Результаты этой работы публикует Physical Review Letters. Вращающиеся со скоростью 700 оборотов в секунду, небольшие по величине – всего 20-30 км в диаметре – нейтронные звезды обладают мощнейшей гравитацией. Эти объекты – конечный продукт эволюции звезд, они коллапсируют, когда прекращаются ядерные реакции и выработка энергии в звездных недрах. Состоят они из нейтронной сердцевины и тонкой коры, в составе которой преобладают ядра железа и никеля. Тяжелее нейтронных звезд только черные дыры, принято говорить, что чайная ложка вещества нейтронной звезды весит около 100 миллионов тонн. Поверхность нейтронной звезды неоднородна, на ней предполагаются так называемые «горы», которые, в силу огромной плотности вещества, теоретически могут оказывать влияние на структуру пространства-времени и излучать гравитационные волны. И это делает процессы моделирования, связанные с нейтронными звездами, особенно привлекательными для физиков-теоретиков.

«Мы моделировали небольшой участок коры нейтронной звезды, следуя за индивидуальным перемещением 12 миллионов частиц, далее мы просчитали, как кора деформируется и неизбежно разламывается под огромным весом «гор» на нейтронной звезде. Расчеты проводились на большом компьютерном кластере в Лос-Аламосе, сама модель создавалась специальной молекулярно-динамической программой в Университете Индианы, там и было обнаружено, что кора нейтронной звезды должна быть прочнее самого прочного из земных материалов. Такая прочность предполагает излучение гравитационных волн, способное ограничить вращение иных звезд, и это, судя по модели, может быть выявлено телескопами с высоким разрешением, интерферометрами. Модель Горовица учитывает, что сильное гравитационное поле при сжатии материала коры убирает из её решётки внутренние дефекты, приводя к формированию сверхчистого кристалла. Прочность такого кристалла в 10 миллиардов раз превышает прочность стали.