gov-civil-vilareal.ptКолико је велика неутронска звезда?
>Неутронске звезде су остаци масивне звезде након што постану супернове ; док спољни слојеви звезде експлодирају споља стварајући ватромет буквално у космичким размерама, језгро звезде се руши, постајући невероватно компримовано. Ако језгро има довољну масу, постаће црна рупа , али ако се стиди те границе, постаће ултра густа лопта састављена углавном од неутрона.
Статистика неутронских звезда је отрежњујућа . Имају масу преко два пута већу од Сунца, али густина атомског језгра: Преко 100 трилиона грама по кубном центиметру. То је тешко схватити, али размислите о овоме на следећи начин: Ако бисте компримовали сваки аутомобил у Сједињеним Државама у неутронске звезде, добили бисте коцку 1 центиметар са стране . Величина коцке шећера или шестостране матрице. Читаво човечанство стиснуто у такво стање било би мање од двоструко веће ширине.
Неутронске звезде имају површинску гравитацију стотине милијарди пута већу од Земљине, а магнетна поља још јача. Неутронска звезда удаљена пола галаксије од нас имала је сеизмички догађај који је физички утицао на нас овде на Земљи, удаљене 50.000 светлосних година.
Све у вези неутронских звезда је застрашујуће. Али за све то, још увек нисмо сасвим сигурни колико су велики .
Значење броја 707
Ротирајућа неутронска звезда са моћним магнетним пољем шиба субатомске честице око себе. Кредит за уметничка дела: НАСА / Свифт / Ауроре Симоннет, Државни универзитет Сонома
Мислим, имамо грубу идеју, али тачан број је тешко одредити. Они су премали да би се могли директно видети, па морамо закључити њихову величину из других запажања, а она су мучена неизвесностима. Њихова величина такође зависи од њихове масе. Али користећи посматрања рендгенских зрака и друге емисије неутронских звезда, астрономи су открили да имају пречник од 20-30 километара. То је сићушно, за тако велику масу! Али то је такође иритантно велики распон. Можемо ли боље?
Да! Група научника приступила је проблему на другачији начин, и успели су да смање величину ових жестоких, али ситних звери : Открили су да ће за неутронску звезду масе 1,4 пута веће од Сунца (отприлике просек за такве ствари) имати пречник од 22,0 километара (са неизвесношћу од +0,9/-0,6 км). Сматрају да је њихов прорачун два пута тачнији фактор од свих других до сада.
То је ... мало. Као, заиста мали. Сматрао бих 22 км кратком вожњом бициклом, мада би било поштено то учинити на неутронској звезди било би тешко.
Неутронска звезда је невероватно мала и густа, пакује масу Сунца у куглу пречника свега неколико километара. Ово уметничко дело приказује једног у поређењу са Менхетном. Кредит: НАСА -ин центар за свемирске летове Годдард
Па како су дошли до овог броја ? Физика коју су они користили је заправо ђаволски компликована, али оно што су они урадили је заправо решавање једначине стања неутронске звезде - физичке једначине које повезују карактеристике објекта као што су притисак, запремина и температура - да би се добили какви би услови били модел неутронске звезде са масом фиксираном 1,4 пута већом од Сунца.
Затим су користили те резултате и упоредили их са опажањима догађаја из 2017. године: Спајање две неутронске звезде које је резултирало колосалном експлозијом тзв. килонова . Овај догађај, назван ГВ170817, био је огроман прекретнички тренутак за астрономију, јер су неутронске звезде које су се судариле емитовале снажне гравитационе таласе, буквално тресући ткиво Универзума. Ово је било наше прво упозорење на догађај, али онда је велики део телескопа на и изнад Земље био усмерен на део неба на коме је пронађено спајање, и видео је саму експлозију, килонову. То је био први пут да се видео догађај који емитује електромагнетну енергију (тј. светлост ) који је први пут виђен у гравитационим таласима.
Уметничко дело које приказује тренутак судара две неутронске звезде. Добивена експлозија је ... прилично велика. Кредит: Дана Берри, СкиВоркс Дигитал, Инц.
Такође је поставило много ограничења на неутронске звезде које су се судариле. На пример, након што су се спојили, емитовали су светлост на специфичан начин, а испоставило се да то није у складу са спојеним остатком који има довољно масе да се сруши директно у црну рупу. То се дешава око 2,4 пута веће масе Сунца, па знамо да су две звезде заједно имале мању масу од те. Насупрот томе, светлост није била у складу са остатком из бунара неутронске звезде испод и та граница. Изгледа да је 'хипермасивна' неутронска звезда настала близу те границе, трајала је врло кратко време, и онда срушио у црну рупу.
Сви ови подаци били су храна за научнике који су израчунавали величину неутронске звезде. Упоређујући своје моделе са подацима из ГВ170817, успели су у великој мери да смање распон величина које су имале смисла, стављајући на нулу пречник од 22 км.
Ова величина има занимљиве импликације. На пример, једна ствар коју се научници надају да ће видети је спајање црне рупе и неутронске звезде. Ово ће се дефинитивно моћи открити, али питање је да ли ће емитовати светлост коју традиционалнији телескопи могу видети? То се дешава када се материјал из неутронске звезде избаци током спајања, стварајући много светлости.
Научници у овом новом раду су утврдили бројеве и открили да би за неутронску звезду од 1,4 соларне масе и пречника 22 км свака црна рупа већа од око 3,4 пута масе Сунца била не избаците било који материјал! То је врло мала маса за црну рупу и мало је вероватно да бисмо видели такву малу масу, посебно ону са неутронском звездом коју може појести. Стога предвиђају да ће се овај догађај видети само у гравитационим таласима, а не и светлости. С друге стране, то је само за непредење црне рупе, а у стварности већина ће се брзо окретати; није јасно шта би се тамо догодило, али претпостављам да ће многи људи поново изводити своје моделе да виде шта могу да предвиде.
Имати величину неутронске звезде значи моћи боље разумети шта се дешава док се окрећу, јер њихова смешно моћна магнетна поља утичу на материјал око њих, како сакупљају нови материјал и шта се дешава близу границе масе између неутронске звезде и црне рупа. Још боље, као Опсерваторија гравитационих таласа ЛИГО / Вирго људи фино подешавају своју опрему, очекују да им се повећа осетљивост, омогућавајући боље посматрање спајања неутронских звезда, што се затим може користити за још више пооштравање ограничења величине.
Цео живот сам био фасциниран неутронским звездама, и да будем искрен, то је исправан став. Они су остаци супернова; сударају се и праве злато, платину, баријум и стронцијум; они су снага иза пулсара; могу генерисати снажне енергије; и најгушћи су објекти за које још увек можете сматрати да се налазе у Универзуму (физички објекат унутар хоризонта догађаја црне рупе заувек је ван нашег домашаја). Мислим, ајде . Они су Невероватно .
И то отприлике за њих.
