gov-civil-vilareal.ptHvor stor er en neutronstjerne?
>Neutronstjerner er resterne af massive stjerner, efter at de blev supernova ; mens stjernens ydre lag eksploderer udad og skaber fyrværkeri bogstaveligt talt i kosmisk skala, kollapser stjernens kerne og bliver utrolig komprimeret. Hvis kernen har nok masse, bliver den til et sort hul , men hvis det er genert for den grænse, bliver det til en ultratæt bold, der hovedsageligt består af neutroner.
Statistikken for neutronstjerner er ædruelig . De har en masse på op til over det dobbelte af Solen, men densiteten af en atomkerne: Over 100 billioner gram per kubikcentimeter. Det er svært at forstå, men tænk på det på denne måde: Hvis du komprimerede hver eneste bil i USA til neutronstjernestoffer, ville du få en terning 1 centimeter på en side . Størrelsen på en sukkerterning eller en sekssidet terning. Hele menneskeheden komprimeret til en sådan tilstand ville være mindre end dobbelt så bred.
Neutronstjerner har en overfladetyngde hundredvis af milliarder gange Jordens, og magnetfelterne er endnu stærkere. En neutronstjerne halvdelen af galaksen væk fra os havde en seismisk hændelse på den, der fysisk påvirkede os her på Jorden, 50.000 lysår væk.
Alt om neutronstjerner er skræmmende. Men for alt det, vi er stadig ikke helt sikre på, hvor store de er .
hvad redder showet håbet om
En roterende neutronstjerne med et kraftigt magnetfelt pisker subatomære partikler rundt om den. Kunstværker: NASA / Swift / Aurore Simonnet, Sonoma State University
Jeg mener, vi har en grov idé, men det nøjagtige antal er svært at afgøre. De er for små til at se direkte, så vi må udlede deres størrelse fra andre observationer, og de er plaget af usikkerheder. Deres størrelse afhænger også af deres masse. Men ved hjælp af observationer af røntgenstråler og anden emission fra neutronstjerner har astronomer fundet ud af, at de har en diameter på 20-30 kilometer. Det er lille, for en så stor masse! Men det er også et irriterende stort sortiment. Kan vi gøre det bedre?
hvorfor er muldyret vurderet til r
Ja! En gruppe forskere har behandlet problemet på en anden måde, og har været i stand til at indsnævre størrelsen på disse voldsomme, men små dyr : De fandt ud af, at den for en neutronstjerne med en masse på 1,4 gange Solen (cirka gennemsnit for sådanne ting) vil have en diameter på 22,0 kilometer (med en usikkerhed på +0,9/-0,6 km). De finder, at deres beregning er en faktor to mere nøjagtig end nogen andre, der er gjort før.
Det er… lille. Synes godt om, virkelig lille. Jeg ville overveje 22 km en kort cykeltur, men for at være fair ville det være svært at gøre det på en neutronstjerne.
En neutronstjerne er utrolig lille og tæt og pakker solens masse ind i en kugle, der kun er et par kilometer på tværs. Dette kunstværk skildrer en i forhold til Manhattan. Kredit: NASAs Goddard Space Flight Center
Så hvordan fik de dette nummer ? Fysikken, de anvendte, er faktisk djævelsk kompliceret, men hvad de faktisk gjorde var at løse en neutronstjernes tilstandsligning - de fysiske ligninger, der relaterer egenskaber ved et objekt som tryk, volumen og temperatur - for at få, hvordan forholdene ville være for en model neutronstjerne med massen fastsat til 1,4 gange Solens.
De brugte derefter disse resultater og sammenlignede dem med observationer af en hændelse fra 2017: En fusion af to neutronstjerner, der resulterede i en kolossal eksplosion kaldet en kilonova . Denne begivenhed, kaldet GW170817, var et enormt vendepunkt for astronomi, fordi de kolliderende neutronstjerner udsendte kraftige gravitationsbølger, der bogstaveligt talt rystede universets stof. Dette var vores første alarm om begivenheden, men derefter en stor brøkdel af teleskoper på og over jorden rettet mod den del af himlen, hvor fusionen viste sig at være, og så selve eksplosionen, kilonovaen. Det var første gang, en begivenhed blev set udsende elektromagnetisk energi (dvs. lys ), der først blev set i gravitationsbølger.
555 engel nummer tvillingflamme genforening
Kunstværk, der viser øjeblikket for kollision mellem to neutronstjerner. Den resulterende eksplosion er ... ret stor. Kredit: Dana Berry, SkyWorks Digital, Inc.
Det satte også en masse begrænsninger på neutronstjernerne, der kolliderede. Efter at de fusionerede, udsendte de for eksempel lys på en bestemt måde, og det viser sig, at det var inkonsekvent med, at den fusionerede rest havde nok masse til at falde direkte sammen i et sort hul. Det sker omkring 2,4 gange solens masse, så vi ved, at de to stjerner tilsammen havde mindre masse end den. Omvendt var lyset inkonsekvent med, at resten var en neutronstjernebrønd under også den grænse. Det ligner en 'hypermassiv' neutronstjerne blev dannet nær denne grænse, varede i meget kort tid og derefter faldt sammen i et sort hul.
Alle disse data var foder til forskerne, der beregner størrelsen på neutronstjernen. Ved at sammenligne deres modeller med dataene fra GW170817 var de i stand til i høj grad at reducere størrelsesområdet, der gav mening, nulstilling på 22 km -diameteren.
Denne størrelse har interessante konsekvenser. For eksempel er en ting, gravitationsbølgeforskerne håber at se, fusionen af et sort hul og en neutronstjerne. Dette vil helt sikkert kunne detekteres, men spørgsmålet er, om det udsender noget lys, som mere traditionelle teleskoper kan se? Det sker, når materiale fra neutronstjernen bliver skubbet ud under fusionen, hvilket genererer meget lys.
369 avis demonstration
Forskerne i dette nye arbejde løb tallene og fandt ud af, at for en neutronstjerne på 1,4 solmasser og 22 km diameter ville ethvert sort hul større end cirka 3,4 gange solens masse ville ikke skubbe materiale ud! Det er en meget lav masse for et sort hul, og det er meget usandsynligt, at vi ville se en så lav masse, især en med en neutronstjerne, den kan spise. Så de forudsiger, at denne begivenhed kun vil blive set i gravitationsbølger og ikke lys. På den anden side er det kun for ikke-spinning sorte huller, og i virkeligheden vil de fleste have et hurtigt spin; det er uklart, hvad der ville ske der, men jeg forestiller mig, at mange mennesker vil køre deres modeller igen for at se, hvad de kan forudsige.
At have størrelsen på en neutronstjerne betyder, at man bedre kan forstå, hvad der sker, mens de snurrer, da deres latterligt kraftfulde magnetfelter påvirker materiale omkring dem, hvordan de tilfører nyt materiale, og hvad der sker nær massegrænsen mellem en neutronstjerne og en sort hul. Endnu bedre, som LIGO / Jomfru gravitationsbølgeobservatorium folk finjusterer deres udstyr, de forventer, at deres følsomhed øges, hvilket tillader bedre observationer af neutronstjernefusioner, som derefter kan bruges til at stramme størrelsesbegrænsningerne endnu mere.
Jeg har været fascineret af neutronstjerner hele mit liv, og for at være ærlig er det den korrekte holdning. De er rester fra supernovaer; de kolliderer og laver guld, platin, barium og strontium; de er kraftværket bag pulsarer; de kan generere mind-crushing eksplosioner af energi; og er de tætteste objekter, du stadig kan overveje at være i universet (det fysiske objekt inde i et sort huls begivenhedshorisont er for evigt uden for vores rækkevidde). Jeg mener, kom nu . Det er de fantastiske .
Og det om størrelser dem op.
