7月19日在2021年英國國家天文學會議(National Astronomy Meeting 2021)上展示的一份研究,探討了高密度天體——中子星上最高的山峰會有多高的問題。

中子星是恆星死亡後的殘骸,是宇宙中已知的密度最高的天體之一。它們的質量可以達到太陽那麼大,可是直徑只有10公里左右。由於極高的密度,導致中子星的引力達到地球的幾十億倍。

科學家構建的模型顯示,這樣大的引力把一切物質緊密地壓縮在一起,形成的球體將是一個近乎完美的球形。

然而,科學家認為中子星的表面仍然會存在一些細微的凸出物,就像地球表面會有凸出的山峰一樣,估計它們的高度只有地球上山峰高度的幾十億分之一。

這份研究的主要作者之一英國南安普敦大學(University of Southampton)的博士生吉廷斯(Fabian Gittins)用電腦建造了一個中子星的模型,研究上面山峰最高可能達到的高度。

他們的研究顯示,中子星上最高的凸起不會超過幾分之一毫米——只有以前研究得到的估計值的百分之一。

吉廷斯說:「在過去二十年來,同行對中子星上山峰的高度極限很有興趣,超過一定的高度,中子星的地殼將支持不住山峰而破裂。」

以前的研究認為,中子星是個近乎完美的球形,上面的凸起不會超過幾釐米的高度。

吉廷斯還提到:「這份研究的結果表明,中子星接近完美球形的程度簡直到了難以置信的地步。同時也意味著,要觀測來自由中子星自轉所產生的引力波也比以前認為的更加困難。」

科學家認為,由於中子星的引微,其自轉的過程中都會在時空中力很大,即使上面的凸出物非常細產生引力波的漣漪。目前為止,科學家還未接收到任何由中子星自轉產生的引力波。研究人員估計,隨著現有引力波探測器不斷提升其敏感度,比如美國激光干涉儀引力波天文台(LIGO)和意大利的室女座干涉儀(Virgo interferometer),將來它們就會獲得探祕這類中子星的重要線索。◇