Аристотель, кажется, знал толк в крайностях: «Друг всем — ничей друг». Нейтронные звёзды — это, пожалуй, сама крайность в природе. Остаток коллапса массивной звезды, сжатый до шара диаметром 20–30 километров, но с массой, которая может вдвое-втрое превышать солнечную. Плотность такая, что чайная ложка вещества весила бы миллиарды тонн. А гравитация на поверхности настолько чудовищна, что любой рельеф должен моментально «стекать» в идеальную сферу. Или нет?

Австралийские исследователи ещё в 2008 году показали: на нейтронных звёздах могут существовать самые настоящие горы. Не в метафорическом смысле, а в прямом — возвышенности, которые удерживаются вопреки гравитации, способной расплющить атомы. И пусть их высота по нашим меркам смешна — от десяти сантиметров до метра, — для объекта с такой чудовищной силой тяжести это всё равно что Эверест на Земле.

Как гора выживает там, где всё должно быть плоским

Секрет устойчивости этих «гор» — в невероятно сильном магнитном поле нейтронной звезды. Оно может быть в миллиарды раз мощнее земного и способно деформировать саму кору звезды. Компьютерное моделирование, которое провели учёные, показало: неоднородности на поверхности, возникшие под действием магнитных сил, не обязательно сглаживаются гравитацией. Напротив, на магнитных полюсах могут формироваться стабильные возвышенности — те самые горы.

Любопытно, что магнитные полюса нейтронной звезды часто не совпадают с осью её вращения. А значит, эти горы не просто стоят на месте — они движутся. При вращении звезды они описывают круги, и, обладая заметной массой, должны возмущать само пространство-время.

Космический маяк, который мы пока не слышим

Речь идёт о гравитационных волнах — той самой «ряби» в ткани Вселенной, которую предсказал ещё Эйнштейн. Любое массивное тело, движущееся с ускорением, порождает эти волны: они распространяются со скоростью света и, по идее, пронизывают всё вокруг. Но поймать их невероятно трудно — слишком слабо они взаимодействуют с веществом.

До 2008 года у науки были только косвенные подтверждения их существования. Считалось, что заметный гравитационно-волновой сигнал могут дать лишь по-настоящему грандиозные события: взрывы сверхновых, столкновения нейтронных звёзд или чёрных дыр, слияние белых карликов. А тут — скромная гора высотой в метр на быстро вращающейся нейтронной звезде. Но именно её периодическое движение, если расчёты верны, способно создать непрерывный гравитационный «шум», который, в принципе, можно зарегистрировать даже с Земли.

Правда, на тот момент детекторы гравитационных волн ещё не достигли нужной чувствительности. Экспериментальное обнаружение этих волн оставалось делом будущего — и, как мы теперь знаем, оно случилось лишь в 2015 году, когда LIGO впервые зафиксировал сигнал от слияния двух чёрных дыр. Но идея о том, что нейтронные звёзды с их миниатюрными горами могут быть постоянными источниками гравитационных волн, до сих пор будоражит астрофизиков. Ведь если научиться выделять такой сигнал из шума, мы получим ещё один способ изучать экстремальные объекты.

Почему это важно сейчас

С тех пор как австралийские учёные опубликовали свою работу, интерес к гравитационно-волновой астрономии только вырос. Сегодня мы уже не просто предполагаем, а точно знаем: нейтронные звёзды могут сливаться, порождая всплески, которые ловят наземные обсерватории. Но непрерывный сигнал от вращающейся горы — это другой класс событий. Его обнаружение позволило бы заглянуть в структуру нейтронных звёзд, понять, как ведёт себя материя при плотностях, недостижимых в лабораториях.

Кстати, мы недавно писали о том, что даже умирающие звёзды — белые карлики — могут оказаться обитаемыми: Жизнь у умирающих звёзд: белые карлики могут быть обитаемы. Нейтронные звёзды, конечно, не лучшее место для жизни, но они точно не так просты, как казалось. Если на них есть горы — пусть и крошечные, — значит, их поверхность живёт своей, пока малопонятной жизнью.

Моделирование, проведённое австралийцами, было лишь первым шагом. Оно показало принципиальную возможность существования такого рельефа. Дальше — дело за наблюдателями. Возможно, когда-нибудь детекторы гравитационных волн нового поколения уловят ритмичный «писк» одинокой нейтронной звезды, на полюсе которой высится метровый утёс. И тогда мы наконец услышим то, о чём догадывались ещё в 2008-м.