中子星上的山脈越小，它們產生的引力波就越小。
總體趨勢中子星上的山脈上限越來越小
這些「山」可能比之前的預測小數百倍。
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」，這意味着這些凸起比先前估計的要小數百倍。
中子星是緊湊的恆星物體，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個太陽質量（太陽重量的1.4倍）。它們是由重量在10到25個太陽質量之間的恆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，並且擁有極其強大的引力場，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，先前的研究發現，地殼的變形在這些恆星的表面形成了山脈。
現在，在英國舉行的2021年全國天文會議上公布的新發現表明，這些山脈可能比科學家之前認為的要小數百倍。
首席研究員、英國南安普頓大學的博士生 Fabian Gittins 說，「它們可能應該被稱為『顛簸』或『小山』，而不是『山』。
不完美的球體
中子星的地殼是恆星外部的固體層，類似於地殼，由破碎的重元素的原子核組成，其中包含恆星內部的超緻密中子湯。Gittins 說，它的厚度約為0.6英里（1公里），是恆星中密度最低的區域。
當地殼承受巨大的壓力並開始破裂時，就會形成山脈。「這些山脈的形成方式有很多種，」Gittins說。「所需要的只是讓恆星改變它的形狀。」
一個專家對中子星周圍強烈電磁場的印象。
山體形成的可能解釋包括其強電磁場的應變增加或隨着時間的推移它們旋轉得更慢的事實。但它也可能是由一種被稱為故障的現象引起的，在這種現象中，恆星突然開始更快地旋轉，Gittins 說。
然而，無論是什麼原因導致山脈形成，它們的大小都受到地殼在破裂前所能承受的應變量的限制。地殼越堅固，它所能支撐的山脈就越大，Gittins 說。
比預期的要小 Gittins和他的團隊通過創建精確模擬中子星地殼的計算機模型來預測中子星山脈的大小。「我們使這些模型受到各種數學力量的影響，這些力量產生了山脈，」Gittins說。「我們增加了力量的大小，直到地殼破裂。」
這支持了團隊預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。「在研究這個問題時，我們發現以前的研究在他們的方法上存在技術問題，」Gittins 說，
「主要問題之一是先前的預測假設中子星地殼的形狀在每個點上都會最大限度地拉緊地殼，但事實證明這在物理上是不可能的。」他補充說：「我們的方法不是在每個點上都將地殼拉到最大，而是在單個點上。」Gittins 說，眾所周知，時空中子星中的漣漪會快速旋轉，因為它們從爆炸的母星中保留了角動量。 「當一顆以不對稱方式變形的中子星旋轉時，它會在它周圍的時空結構中引起漣漪，」Gittins 說，「這些漣漪被稱為引力波。」
研究人員於2015年首次使用激光干涉儀引力波天文台 (LIGO) 探測到來自兩個旋轉黑洞的引力波。據 Live Science 此前報道，LIGO 已經探測到中子星碰撞產生的兩個獨立的引力波事件，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中子星的引力波，」Gittins 說。然而，他補充說，這些修改也告訴科學家們很多關於中子星的信息。中子星上的山脈越小，它們產生的引力波就越小。因此，他們缺乏檢測可能支持 Gittins 的預測。
「鑒於我們知道探測器的靈敏度，我們可以設定中子星上的山脈必須有多大的上限，」Gittins 說。「總體趨勢是上限越來越小。」
BY: Harry Baker
FY: 李金洋
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