Представьте себе звезду, настолько плотную, что чайная ложка её вещества весит столько же, сколько гора Эверест. Она вращается сотни раз в секунду, испуская радиоволны во вселенную. Это пульсары — остатки массивных звёзд. Некоторые из них нарушают привычные нам законы физики, и ответ может заключаться в чём-то столь простом, как крошечные горы на их поверхности.
Учёные давно знают, что пульсары должны «умирать», когда они вращаются недостаточно быстро для генерации мощных электрических полей, необходимых для создания радиоволн. Эта граница называется «линией смерти». Она отмечает, где пульсар должен замолчать навсегда и перестать пульсировать! Однако команда исследователей обнаружила пульсары, которые продолжают излучать сигналы, несмотря на то что находятся значительно ниже этого теоретического предела.
Два особенно загадочных примера — PSR J0250+5854 и PSR J2144-3933. Согласно текущим моделям, эти пульсары должны быть «радиотихими», но они продолжают посылать сигналы в космос. До сих пор учёные не могли объяснить, как эти «мёртвые» пульсары всё ещё пульсируют.
Новое исследование Пекинского университета предполагает, что ответ может быть удивительно простым: крошечные горы на поверхности пульсара. Это не горы, как мы их знаем на Земле; они, вероятно, не более сантиметра в высоту, примерно как ваш ноготь. Но на нейтронной звезде, где гравитация в 100 миллиардов раз сильнее, чем на Земле, даже такие небольшие объекты могут оказывать существенное влияние.
Исследователи под руководством Цзы-Хао Сюй из Пекинского университета разработали сложные компьютерные модели, чтобы понять, как эти миниатюрные горы влияют на мощные электрические поля вокруг пульсаров. Они обнаружили, что крутые склоны этих крошечных пиков значительно усиливают локальное электрическое поле, облегчая пульсару ускорение частиц и генерацию каскадов электронов и позитронов, создающих радиоволны. Их исследование [опубликовано](https://arxiv.org/abs/2506.12305) на сервере препринтов arXiv.
Представьте себе, как вы фокусируете солнечный свет с помощью увеличительного стекла; изогнутая поверхность горы концентрирует электрическое поле в гораздо более мощный луч. Это усиление может снизить порог энергии, необходимый для запуска радиоизлучения, наполовину или более, фактически возвращая «мёртвые» пульсары к жизни.
Кроме того, эти исследования дают ключ к пониманию того, из чего на самом деле состоят нейтронные звёзды, что является одной из самых больших нерешённых загадок в физике. Чтобы горы могли сохраняться на поверхности нейтронной звезды, материал должен быть невероятно прочным. Интенсивная бомбардировка высокоэнергетическими частицами быстро разрушила бы любое обычное вещество.
Исследователи предполагают, что нейтронные звёзды могут быть сделаны из «странгеловой материи» — экзотической формы материи, связанной сильным ядерным взаимодействием, а не электромагнитными силами. Этот материал был бы достаточно прочным, чтобы сохранять поверхностные особенности в экстремальных условиях нейтронной звезды, с энергиями связи в миллионы раз сильнее, чем у обычного вещества.
Это исследование открывает новые возможности для понимания нейтронных звёзд и проверки фундаментальной физики. Если поверхностные горы распространены на пульсарах, астрономы смогут обнаружить их влияние путём тщательного наблюдения за временем импульсов и моделями интенсивности. Например, будущий китайский телескоп FAST может обнаружить характерные признаки этих крошечных пиков.
Работа также предполагает, что «глюки» нейтронных звёзд — внезапные изменения скорости вращения — могут быть связаны с образованием или разрушением поверхностных гор во время «звездотрясений». Это может стать новым способом изучения внутренней структуры этих экзотических объектов.
Предоставлено [Universe Today](https://phys.org/partners/universe-today/)