Встановлення нових обмежень на нутрощі нейтронних зірок

Збільшити / Нове дослідження не досягло великого успіху, але воно трохи зменшило розмір знака питання.

Як ми можемо зрозуміти середовище, яке неможливо відтворити на Землі? З цим завданням постійно стикаються астрофізики. У деяких випадках значною мірою потрібно з’ясувати, як застосувати добре зрозумілу фізику до екстремальних умов, а потім порівняти результати цих рівнянь із спостереженнями. Але помітним винятком з цього є нейтронна зірка, де відповідні рівняння стають досить складними, а спостереження не дають багато деталей.

Тому, хоча ми впевнені, що біля поверхні цих об’єктів є шар майже чистих нейтронів, ми не зовсім впевнені, що може бути в їхній внутрішній глибині.

Цього тижня Nature публікує дослідження, яке намагається наблизити нас до розуміння. Це не дає нам відповіді – є ще багато невизначеності. Але це чудова можливість подивитися на процес того, як вчені можуть брати дані з широкого кола джерел і почати зменшувати ці невизначеності.

А як щодо нейтронів?

Речовина, з якої складаються нейтронні зірки, починається як іонізовані атоми поблизу ядра масивної зірки. Як тільки реакції синтезу зірки перестають виробляти достатню кількість енергії, щоб протидіяти гравітаційному притягуванню, цей матеріал стискається і відчуває зростаючий тиск. Сили дроблення достатньо, щоб усунути кордони між атомними ядрами, створивши гігантський суп з протонів і нейтронів. Зрештою, навіть електрони в області змушені утворювати багато протонів, перетворюючи їх на нейтрони.

Це, нарешті, створює силу для стиснення розчавлювальної сили тяжіння. Квантова механіка не дозволяє нейтронам займати той самий енергетичний стан у безпосередній близькості, а це запобігає наближенню нейтронів і, таким чином, запобігає колапсу в чорну діру. Але можливо, що між масою нейтронів і чорною дірою є проміжний стан, коли кордони між нейтронами починають руйнуватися, в результаті чого утворюються дивні скупчення кварків, що входять до їх складу.

READ  Новий скафандр, знайоме випробування: НАСА знову в окисі вуглецю, щоб підготуватися до дослідження Марса, на Місяць

Ці типи взаємодій підпорядковані сильній силі, яка зв’язує кварки разом у протони та нейтрони, а потім зв’язує ці протони та нейтрони разом у ядра атома. На жаль, обчислення з використанням екстремальної сили є дуже дорогими з точки зору обчислень. В результаті неможливо змусити їх працювати з енергією та щільністю, які є в нейтронній зірці.

Але це не означає, що ми застрягли. Ми маємо приблизні оцінки сильної сили, які можна розрахувати при відповідних енергіях. І хоча вони залишають нас у великій невизначеності, можна використовувати різноманітні емпіричні дані, щоб зменшити цю невизначеність.

Як ти дивишся на нейтронну зірку

Нейтронні зірки неймовірно компактні для своєї маси, стискаючи масу, що перевищує масу Сонця, всередині об’єкта шириною лише близько 20 км. Найближче, що ми знаємо, знаходиться на відстані сотень світлових років від нас, а більшість — набагато далі. Отже, здається, що неможливо багато чого зробити з тим, як ці речі зображені, чи не так?

Не повністю. Багато нейтронних зірок знаходяться в системах інших тіл – у деяких випадках нейтронна зірка. Те, як ці два об’єкти впливають на орбіти один одного, може багато розповісти нам про масу нейтронної зірки. NASA також має спеціальну обсерваторію для нейтронних зірок, приєднану до Міжнародної космічної станції. NICER (Nutron Star Interior Composition Explorer) використовує набір рентгенівських телескопів для отримання детальних зображень нейтронних зірок під час їх обертання. Це дозволило їй робити такі речі, як відстежувати файл Поведінка окремої точки доступу на поверхні зірки.

І найголовніше для цієї роботи, NICER . can Виявлення спотворень простору-часу навколо великих нейтронних зірок і використовувати це для отримання достатньо точної оцінки їх розміру. Якщо поєднати з твердою оцінкою маси нейтронної зірки, можна визначити щільність і порівняти її з тим типом щільності, який ви очікуєте від чогось, що є чистими нейтронами.

READ  Таємничий камінь Гіпатія може містити найраніші докази наднової типу Ia.

Але ми не обмежуємось лише фотонами, коли йдеться про оцінку утворення нейтронних зірок. В останні роки, злиття нейтронних зірок Виявлений за допомогою гравітаційних хвиль, точні деталі цього сигналу залежать від властивостей зірок, які здійснюють злиття. Таким чином, ці злиття також можуть допомогти виключити деякі потенційні моделі нейтронних зірок.

You May Also Like

About the Author: Monica Higgins

"Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер"

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.