| Аннотация |
Нейтронные звезды (НЗ) являются уникальными астрофизическими лабораториями для исследования сверхплотного вещества и проверки фундаментальных физических теорий, таких как теория сильных взаимодействий, общая теория относительности (ОТО) и др. Наблюдательные проявления НЗ чрезвычайно разнообразны, а электромагнитное излучение от них фиксируется в широчайшем диапазоне длин волн. Недавнее детектирование гравитационных волн от сливающихся НЗ открыло новую эру в исследовании НЗ с использованием методов гравитационно-волновой астрономии.
Для интерпретации непрерывно растущего массива наблюдений НЗ необходимо не только иметь информацию о свойствах сверхплотного вещества, но и понимать, как эти свойства отражаются на крупномасштабной динамике НЗ, и, в конечном итоге, на наблюдениях. Для достижения этой цели в рамках предшествующего проекта (Проект 2022) была проведена работа по трем основным направлениям: (I) Аккрецирующие НЗ; (II) Сейсмология НЗ; (III) Эволюция магнитного поля в НЗ. По каждой из тем были получены важные результаты.
В частности, была разработана термодинамически согласованная теория аккрецированной коры, предсказания которой качественно отличаются от предсказаний традиционной модели аккрецированной коры, существовавшей с конца 1970-ых годов. Была решена стоявшая с 1998 года проблема r-мод в ОТО: было показано, почему исследователи не могли найти дискретный спектр релятивистских r-мод и предложен оригинальный подход, позволивший рассчитывать частоты и собственные функции r-мод с учетом эффектов ОТО. Было исследовано взаимное влияние тепловой и магнитной эволюции НЗ с учетом обнаруженного участниками проекта эффекта генерации крупномасштабных потоков вещества магнитным полем звезды.
Новый проект (Проект 2025) является логическим развитием Проекта 2022 и предполагает продолжение работы по тем же трем направлениям.
По направлению (I) основные усилия будут сосредоточены на выяснении природы «приповерхностного» источника тепла, который с конца 2000-ых феноменологически (без объяснения его природы) вводится в расчеты тепловой эволюции транзиентно аккрецирующих НЗ для объяснения наблюдений.
Сейсмологическое направление будет включать продолжение исследований релятивистских r-мод в НЗ, поиск гравитационно-волнового излучения от которых ведется обсерваториями LIGO, Virgo, KAGRA. Предсказываемые нами необычные свойства релятивистских r-мод планируется использовать для отождествления этого типа колебаний в данных наблюдений. Кроме того, планируется изучить возможность релятивистского поведения r-мод для таких, казалось бы, «нерелятивистских» объектов как белые карлики и звезды типа Солнца (согласно оценкам, r-моды в таких объектах могут в существенной степени определяться эффектами ОТО). Также в Проекте 2025 будет уделено внимание моделированию процессов, связанных с приливной деформацией НЗ перед их слиянием. Такое моделирование важно для корректной интерпретации гравитационно-волновых сигналов от сливающихся НЗ.
Исследования эволюции магнитного поля в Проекте 2022 были сосредоточены на несверхпроводящих НЗ. Сверхпроводимость, возникающая в результате остывания НЗ, существенно изменяет динамику магнитных полей, сводя задачу об эволюции поля к описанию движения вихрей Абрикосова. В Проекте 2025 (направление III) планируется детально исследовать факторы, влияющие на динамику вихрей и заложить основу для построения корректных моделей магнитно-тепловой эволюции сверхпроводящих НЗ (включая магнитары).
Мы ожидаем, что успешное решение указанных выше задач существенно повысит адекватность интерпретации наблюдательных данных по аккрецирующим, сейсмически активным и замагниченным НЗ, и позволит наложить новые интересные ограничения на свойства сверхплотного вещества. Использование оригинальных идей и подходов, развитых в Проекте 2022, гарантирует новизну и мировой уровень результатов.
|
