Η μέγιστη μάζα ενός αστέρα νετρονίων

Πόση μάζα μπορεί να έχει ένας αστέρας νετρονίων? Ποιό είναι το όριο πρίν καταρρεύσει σε μαύρη τρύπα? Μία πρόσφατη μελέτη έδειξε ότι η μέγιστη μάζα που μπορεί να έχει ένας αστέρας νετρονίων είναι 2,16 ηλιακές. Αυτό παραπέμπει σε διάμετρο γύρω στα 12 μόλις χιλιόμετρα.

Τα παραπάνω συμπεράσματα οφείλονται στην ανακάλυψη βαρυτικών κυμάτων σε μια σύγκρουση 2 αστέρων νετρονίων (GW170817). Η καθυστέρηση των 1,7 δευτερολέπτων της ακτινοβολίας γ σε σχέση με τα βαρυτικά κύματα σημαίνει ότι για αυτή την διάρκεια σχηματίστηκε από την σύγκρουση ένας αστέρας νετρονίων ταχύτατης περιστροφής, που στην συνέχεια κατάρρευσε σε μαύρη τρύπα (η έκλυση ακτινοβολίας γ).

Γενικά η θεωρία προβλέπει ότι ένας (ταχύτατα) περιστρεφόμενος αστέρας νετρονίων μπορεί να έχει 20% περισσότερη μάζα από έναν (θεωρητικό) μη περιστρεφόμενο, λόγω της φυγόκεντρου δύναμης που αναπτύσσει. Βέβαια η ταχύτητα περιστροφής του έχει ένα όριο, ώστε η επιφάνειά του να μην κινείται με ταχύτητα μεγαλύτερη του φωτός, αλλά και να διατηρήσει την συνοχή του. Ο παραπάνω βραχύβιος αστέρας νετρονίων επιβράδυνε γρήγορα (γενικά οι αστέρες νετρονίω επιβραδύνουν την περιστροφή τους λόγω εσωτερικών τριβών) με αποτέλεσμα να καταρρεύσει σε μαύρη τρύπα μετά από 1,7 δευτερόλεπτα. Αν είχε σχηματιστεί μια μαύρη τρύπα άμεσα μετά την σύγκρουση των 2 αστέρων, η καθυστέρηση των ακτίνων γ σχετικά με τα βαρυτικά κύματα θα ήταν μόνο μερικά millisecond.

Άλλη μια φορά η multimedia αστρονομία μας δίνει εντυπωσιακή γνώση.

Rezzola The Astrophysical Journal Letter 852, L25, 2018