Δημοφιλείς Αναρτήσεις

Επιλογή Συντάκτη - 2019

Ο ουδέτερος αστέρι στο χείλος της κατάρρευσης

Anonim

Όταν ένα πολύ ογκώδες αστέρι πεθαίνει, τα βασικά του συμβόλαια. Σε μια έκρηξη του σουπερνόβα, τα εξωτερικά στρώματα του αστεριού εκδιώκονται, αφήνοντας πίσω ένα εξαιρετικά συμπαγές αστέρι νετρονίων. Για πρώτη φορά, τα παρατηρητήρια LIGO και Virgo Observatories έχουν πρόσφατα τη δυνατότητα να παρατηρήσουν τη συγχώνευση δύο αστέρων με νετρόνια και να μετρήσουν τη μάζα των συγχωνευομένων αστέγων. Μαζί, τα αστέρια νετρονίων είχαν μάζα 2.74 ηλιακών μαζών. Με βάση αυτά τα στοιχεία παρατήρησης, μια διεθνής ομάδα επιστημόνων από τη Γερμανία, την Ελλάδα και την Ιαπωνία, συμπεριλαμβανομένου του HITS astrophysicist Dr. Andreas Bauswein, έχει ηλικιωμένους ανθρώπους να περιορίσει το μέγεθος των άστρων νετρονίων με τη βοήθεια προσομοιώσεων υπολογιστών. Οι υπολογισμοί υποδηλώνουν ότι η ακτίνα του άστρου νετρονίων πρέπει να είναι τουλάχιστον 10, 7 χλμ. Τα αποτελέσματα της διεθνούς ερευνητικής ομάδας έχουν δημοσιευτεί σε ένα περιοδικό σφραγίδων .

διαφήμιση


Η κατάρρευση ως αποδεικτικό στοιχείο

Σε σύγκρουση με αστέρες νετρονίων, δύο αστέρια νετρονίων περιστρέφονται γύρω από το άλλο, τελικά συγχωνεύονται για να σχηματίσουν ένα αστέρι με περίπου διπλάσια μάζα των μεμονωμένων αστεριών. Σε αυτό το κοσμικό γεγονός, εκπέμπονται βαρυτικά κύματα - ταλαντώσεις του χωροχρόνου - των οποίων τα χαρακτηριστικά σήματος σχετίζονται με τη μάζα των αστεριών. Αυτό το γεγονός μοιάζει με το τι συμβαίνει όταν πέφτει μια πέτρα σε νερό και σχηματίζονται κύματα στην επιφάνεια του νερού. Όσο βαρύτερο είναι η πέτρα, τόσο μεγαλύτερα είναι τα κύματα.

Οι επιστήμονες προσομοίωσαν διαφορετικά σενάρια συγχώνευσης για τις πρόσφατα μετρημένες μάζες για να εξουδετερώσουν την ακτίνα των αστερων νετρονίων. Με αυτόν τον τρόπο, βασίστηκαν σε διαφορετικά μοντέλα και εξισώσεις της κατάστασης που περιγράφουν την ακριβή δομή των άστρων νετρονίων. Στη συνέχεια, η ομάδα επιστημόνων έλεγξε αν τα υπολογιζόμενα σενάρια συγχώνευσης είναι συνεπή με τις παρατηρήσεις. Το συμπέρασμα: Όλα τα μοντέλα που οδηγούν στην άμεση κατάρρευση του υπολείμματος της συγχώνευσης μπορούν να αποκλειστούν επειδή μια κατάρρευση οδηγεί στον σχηματισμό μιας μαύρης τρύπας, η οποία με τη σειρά της σημαίνει ότι εκπέμπεται σχετικά μικρό φως κατά τη διάρκεια της σύγκρουσης. Ωστόσο, διαφορετικά τηλεσκόπια έχουν παρατηρήσει μια φωτεινή πηγή φωτός στη θέση της σύγκρουσης των αστεριών, η οποία παρέχει σαφή ένδειξη κατά της υποθέσεως της κατάρρευσης.

Τα αποτελέσματα αποκλείουν έτσι ορισμένα μοντέλα ουσίας άστρων νετρονίων, δηλαδή όλα τα μοντέλα που προβλέπουν ακτίνα αστέρα νετρονίων μικρότερη από 10, 7 χιλιόμετρα. Ωστόσο, η εσωτερική δομή των αστερονίων δεν είναι ακόμα πλήρως κατανοητή. Οι ακτίνες και η δομή των άστρων νετρονίων ενδιαφέρουν ιδιαίτερα όχι μόνο τους αστροφυσικούς, αλλά και τους πυρηνικούς και σωματιδιακούς φυσικούς επειδή η εσωτερική δομή αυτών των αστεριών αντανακλά τις ιδιότητες των πυρηνικών υλικών υψηλής πυκνότητας που βρίσκονται σε κάθε ατομικό πυρήνα.

Τα αστέρια των νετρονίων αποκαλύπτουν τις θεμελιώδεις ιδιότητες της ύλης

Ενώ τα αστέρια νετρονίων έχουν ελαφρώς μεγαλύτερη μάζα από τον ήλιο μας, η διάμετρος τους είναι μόλις μερικά 10 χλμ. Αυτά τα αστέρια περιέχουν έτσι μια μεγάλη μάζα σε ένα πολύ μικρό χώρο, που οδηγεί σε ακραίες συνθήκες στο εσωτερικό τους. Οι ερευνητές διερευνούν αυτές τις εσωτερικές συνθήκες εδώ και μερικές δεκαετίες και ενδιαφέρονται ιδιαίτερα για την καλύτερη μείωση της ακτίνας αυτών των αστεριών καθώς το μέγεθός τους εξαρτάται από τις άγνωστες ιδιότητες της πυκνότητας.

Οι νέες μετρήσεις και οι νέοι υπολογισμοί βοηθούν τους θεωρητικούς να κατανοήσουν καλύτερα τις ιδιότητες της ύλης υψηλής πυκνότητας στο σύμπαν μας. Η πρόσφατα δημοσιευθείσα μελέτη ήδη αντιπροσωπεύει επιστημονική πρόοδο, καθώς απέκλεισε κάποια θεωρητικά μοντέλα, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν και άλλα μοντέλα με ακτίνες αστέρων νετρονίων μεγαλύτερα από 10, 7 km. Ωστόσο, οι επιστήμονες έχουν καταφέρει να αποδείξουν ότι περαιτέρω παρατηρήσεις των συγχωνεύσεων αστρικών νετρονίων θα συνεχίσουν να βελτιώνουν αυτές τις μετρήσεις. Τα Παρατηρητήρια LIGO και Παρθένος έχουν μόνο μετρήσεις και η ευαισθησία των οργάνων θα συνεχίσει να αυξάνεται τα επόμενα χρόνια και θα παρέχει ακόμα καλύτερα δεδομένα παρατήρησης. «Αναμένουμε ότι σύντομα θα παρατηρηθούν περισσότερες συγκεντρώσεις αστρικών νετρονίων και ότι τα παρατηρητικά δεδομένα από αυτά τα γεγονότα θα αποκαλύψουν περισσότερα για την εσωτερική δομή της ύλης», καταλήγει ο επιστήμονας του HITS Andreas Bauswein.

διαφήμιση



Ιστορία Πηγή:

Υλικά που παρέχονται από το Ινστιτούτο Θεωρητικών Μελετών της Heidelberg (HITS) . Σημείωση: Το περιεχόμενο μπορεί να επεξεργαστεί για στυλ και μήκος.


Βιβλιογραφία :

  1. Αντρέας Μπάσουεϊν, Όλιβερ Γουστά, Χανς-Τόμας, Νικόλαος Στεργιούλας. Περιορισμοί ακτίνων ουδετερόνων-αστέρων από GW170817 και μελλοντικές ανιχνεύσεις . Το Astrophysical Journal, 2017; 850 (2): L34 DOI: 10.3847 / 2041-8213 / aa9994