Дмитрий Дмитриевич Офенгейм

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

Универсальные свойства моделей максимально массивной нейтронной звезды - новый инструмент исследования сверхплотной материи
Д.Д. Офенгейм

Изучение сверхплотной материи нейтронных звёзд (НЗ) - одна из фундаментальных задач современной физики. Связь уравнения состояния недр НЗ с её массой и радиусом (основными наблюдаемыми параметрами) осуществляется посредством решения уравнений Толмана-Оппенгеймера-Волкова (гидростатическое равновесие с учётом ОТО). Одним из свойств этих уравнений является существование максимально массивной НЗ (ММНЗ). Плотность и давление в центре ММНЗ - максимально достижимые в звёздных объектах. Радиус ММНЗ, как правило, наименьший среди всех НЗ. Значения параметров ММНЗ сильно зависят от используемой теоретической модели уравнения состояния. Показано, что для широкого класса таких моделей существуют сильные корреляции между массой, радиусом и свойствами вещества (плотностью, давлением, скоростью звука) в центре ММНЗ. Изучены причины возникновения этих корреляций, и получены их аналитические аппроксимации. К последним применены существующие ограничения на свойства ММНЗ, как теоретические (например, условие причинности), так и наблюдательные (масса ММНЗ должна превосходить измеренные массы пульсаров, удовлетворять условиям, получаемым из анализа события GW170817 и его электромагнитного послесвечения, и т.д.). В результате удалось (i) сузить область масс и радиусов НЗ, допустимых согласно принципу причинности; (ii) ограничить снизу радиус ММНЗ; (iii) ограничить область давлений и плотностей, достигающихся в центре ММНЗ. Поддержано грантом РНФ № 19-12-00133.