Ученые Университета штата Пенсильвания обнаружили, что нейтрино, рожденные при столкновении нейтронных звезд, на протяжении нескольких миллисекунд могут взаимодействовать со сверхплотной и горячей материей, оказывая влияние на сам процесс слияния. Это сообщение опубликовано в журнале Physical Reviews Letters.
Нейтронные звезды представляют собой плотные остатки звезд, претерпевших гравитационный коллапс. Их диаметр всего несколько десятков километров, но масса примерно в полтора раза превышает массу Солнца. Хотя их температуры могут достигать миллиардов кельвинов, до слияния они рассматриваются как холодные. Из-за высокой плотности материи фотонам требуется много времени добраться из глубин до поверхности, поэтому они играют незначительную роль в остывании звезды, в отличие от нейтрино, которые почти беспрепятственно проходят через вещество.
При столкновении двух нейтронных звезд их границы нагреваются до экстремально высоких температур (порядка триллионов кельвинов), что приводит к рождению горячих нейтрино. Моделирование процесса в первые мгновения после столкновения показало, что даже эти частицы, редко взаимодействующие с веществом, могут быть захвачены материей нейтронной звезды из-за высокой плотности и температуры в месте слияния.
Горячие нейтрино застревают на границе между двумя нейтронными звездами во время столкновения и находятся в неравновесном термодинамическом состоянии с еще холодными ядрами нейтронных звезд примерно в течение 2-3 миллисекунд. Это «окно», когда нейтрино способны взаимодействовать с материей, является относительно долгим промежутком времени по сравнению с периодом обращения двух звезд перед слиянием, который может составлять всего одну миллисекунду.
Взаимодействие горячих нейтрино с веществом может повлиять на колебания остатка слившихся звезд, что, в свою очередь, способно повлиять на гравитационно-волновые и электромагнитные сигналы слияния. Для поиска таких сигнатур потребуются детекторы гравитационных волн следующего поколения.
Источник: https://lenta.ru/news/2024/06/19/neitrino/
