中子星上的山脈越小，它們產(chǎn)生的引力波就越小。

總體趨勢中子星上的山脈上限越來越小

這些“山”可能比之前的預(yù)測小數(shù)百倍。

中子星的3D可視化。

新的研究表明，中子星上覆蓋著只有幾分之一毫米高的“山”，這意味著這些凸起比先前估計的要小數(shù)百倍。

中子星是緊湊的恒星物體，大小與直徑約6.2英里（10公里）的大城市相似，重量至少為 1.4個太陽質(zhì)量（太陽重量的1.4倍）。它們是由重量在10到25個太陽質(zhì)量之間的恒星爆炸死亡而誕生的。因此，它們是宇宙中密度最大的天體之一，并且擁有極其強(qiáng)大的引力場，大約是地球的20億倍。這種極端的引力將中子星擠壓成近乎完美的球體，這些球體被光滑而堅固的地殼包圍。

然而，先前的研究發(fā)現(xiàn)，地殼的變形在這些恒星的表面形成了山脈。

現(xiàn)在，在英國舉行的2021年全國天文會議上公布的新發(fā)現(xiàn)表明，這些山脈可能比科學(xué)家之前認(rèn)為的要小數(shù)百倍。

首席研究員、英國南安普頓大學(xué)的博士生 Fabian Gittins 說，“它們可能應(yīng)該被稱為‘顛簸’或‘小山’，而不是‘山’。

不完美的球體

中子星的地殼是恒星外部的固體層，類似于地殼，由破碎的重元素的原子核組成，其中包含恒星內(nèi)部的超致密中子湯。Gittins 說，它的厚度約為0.6英里（1公里），是恒星中密度最低的區(qū)域。

當(dāng)?shù)貧こ惺芫薮蟮膲毫Σ㈤_始破裂時，就會形成山脈?！斑@些山脈的形成方式有很多種，”Gittins說?！八枰闹皇亲尯阈歉淖兯男螤??！?/p>

一個專家對中子星周圍強(qiáng)烈電磁場的印象。

山體形成的可能解釋包括其強(qiáng)電磁場的應(yīng)變增加或隨著時間的推移它們旋轉(zhuǎn)得更慢的事實(shí)。但它也可能是由一種被稱為故障的現(xiàn)象引起的，在這種現(xiàn)象中，恒星突然開始更快地旋轉(zhuǎn)，Gittins 說。

然而，無論是什么原因?qū)е律矫}形成，它們的大小都受到地殼在破裂前所能承受的應(yīng)變量的限制。地殼越堅固，它所能支撐的山脈就越大，Gittins 說。

比預(yù)期的要小 Gittins和他的團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)建精確模擬中子星地殼的計算機(jī)模型來預(yù)測中子星山脈的大小?！拔覀兪惯@些模型受到各種數(shù)學(xué)力量的影響，這些力量產(chǎn)生了山脈，”Gittins說?！拔覀冊黾恿肆α康拇笮?，直到地殼破裂?！?/p>

這支持了團(tuán)隊(duì)預(yù)測中子星在不破裂的情況下可以維持的最大可能山脈。他們的新預(yù)測表明，早先將這些山峰定為一厘米高的估計可能存在重大缺陷?！霸谘芯窟@個問題時，我們發(fā)現(xiàn)以前的研究在他們的方法上存在技術(shù)問題，”Gittins 說，

“主要問題之一是先前的預(yù)測假設(shè)中子星地殼的形狀在每個點(diǎn)上都會最大限度地拉緊地殼，但事實(shí)證明這在物理上是不可能的?！彼a(bǔ)充說：“我們的方法不是在每個點(diǎn)上都將地殼拉到最大，而是在單個點(diǎn)上?！盙ittins 說，眾所周知，時空中子星中的漣漪會快速旋轉(zhuǎn)，因?yàn)樗鼈儚谋ǖ哪感侵斜Ａ袅私莿恿俊?“當(dāng)一顆以不對稱方式變形的中子星旋轉(zhuǎn)時，它會在它周圍的時空結(jié)構(gòu)中引起漣漪，”Gittins 說，“這些漣漪被稱為引力波。”

研究人員于2015年首次使用激光干涉儀引力波天文臺 (LIGO) 探測到來自兩個旋轉(zhuǎn)黑洞的引力波。據(jù) Live Science 此前報道，LIGO 已經(jīng)探測到中子星碰撞產(chǎn)生的兩個獨(dú)立的引力波事件，但孤立的中子星仍然難以捉摸。 “目前，我們還無法探測到來自旋轉(zhuǎn)中子星的引力波，”Gittins 說。然而，他補(bǔ)充說，這些修改也告訴科學(xué)家們很多關(guān)于中子星的信息。中子星上的山脈越小，它們產(chǎn)生的引力波就越小。因此，他們?nèi)狈z測可能支持 Gittins 的預(yù)測。

“鑒于我們知道探測器的靈敏度，我們可以設(shè)定中子星上的山脈必須有多大的上限，”Gittins 說?！翱傮w趨勢是上限越來越小?！?/p>

BY: Harry Baker

FY: 李金洋

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