Nieuwe modellen van neutronensterren laten zien dat hun hoogste bergen slechts fracties van millimeters hoog zijn, vanwege de enorme zwaartekracht op de ultradichte objecten. Het onderzoek wordt vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting 2021.

Neutronensterren zijn enkele van de dichtste objecten in het heelal:ze wegen ongeveer evenveel als de zon, maar meet slechts ongeveer 10 km breed, vergelijkbaar in grootte met een grote stad.

Door hun compactheid, neutronensterren hebben een enorme aantrekkingskracht die ongeveer een miljard keer sterker is dan de aarde. Dit verplettert elke functie op het oppervlak tot minuscule afmetingen, en betekent dat het stellaire overblijfsel een bijna perfecte bol is.

Hoewel ze miljarden keren kleiner zijn dan op aarde, deze vervormingen van een perfecte bol staan ​​niettemin bekend als bergen. Het team achter het werk, geleid door Ph.D. student Fabian Gittins aan de Universiteit van Southampton, gebruikte computationele modellering om realistische neutronensterren te bouwen en ze te onderwerpen aan een reeks wiskundige krachten om te bepalen hoe de bergen zijn gemaakt.

Het team bestudeerde ook de rol van de ultradichte nucleaire materie bij het ondersteunen van de bergen, en ontdekte dat de grootste geproduceerde bergen slechts een fractie van een millimeter hoog waren, honderd keer kleiner dan eerdere schattingen.

Fabian opmerkingen, "De afgelopen twee decennia er is veel interesse geweest om te begrijpen hoe groot deze bergen kunnen zijn voordat de korst van de neutronenster breekt, en de berg kan niet langer worden ondersteund."

Eerder werk heeft gesuggereerd dat neutronensterren afwijkingen van een perfecte bol tot enkele delen op een miljoen kunnen verdragen, wat impliceert dat de bergen zo groot kunnen zijn als enkele centimeters. Deze berekeningen gingen ervan uit dat de neutronenster zo gespannen was dat de korst op elk punt bijna zou breken. De nieuwe modellen geven echter aan dat dergelijke omstandigheden fysiek niet realistisch zijn.

Fabian voegt toe:"Deze resultaten laten zien hoe neutronensterren werkelijk opmerkelijk bolvormige objecten zijn. ze suggereren dat het observeren van zwaartekrachtsgolven van roterende neutronensterren nog uitdagender kan zijn dan eerder werd gedacht."

Hoewel het afzonderlijke objecten zijn, vanwege hun intense zwaartekracht, draaiende neutronensterren met lichte vervormingen zouden rimpelingen moeten produceren in het weefsel van de ruimtetijd, bekend als zwaartekrachtgolven. Zwaartekrachtgolven van rotaties van enkele neutronensterren moeten nog worden waargenomen, hoewel toekomstige ontwikkelingen in extreem gevoelige detectoren zoals geavanceerde LIGO en Maagd de sleutel kunnen zijn om deze unieke objecten te onderzoeken.