gov-civil-vilareal.ptКолко голяма е неутронната звезда?
>Неутронните звезди са останки от масивни звезди, след като станат свръхнови ; докато външните слоеве на звездата експлодират навън, създавайки фойерверки буквално в космически мащаб, ядрото на звездата се срутва, ставайки невероятно компресирано. Ако ядрото има достатъчно маса, то ще стане черна дупка , но ако се срамува от тази граница, тя ще се превърне в ултра-плътна топка, съставена предимно от неутрони.
Статистиката за неутронните звезди е отрезвяваща . Те имат маса над два пъти повече от Слънцето, но плътността на атомното ядро: Над 100 трилион грама на кубичен сантиметър. Това е трудно за разбиране, но помислете по този начин: Ако компресирате всяка една кола в Съединените щати в неща с неутронни звезди, ще получите куб 1 сантиметър отстрани . Размерът на кубче захар или шестстранна матрица. Цялото човечество, компресирано в такова състояние, ще бъде по -малко от два пъти по -широка.
Неутронните звезди имат повърхностна гравитация стотици милиарди пъти земната, а магнитните полета са още по -силни. Неутронна звезда, разположена на половината галактика от нас, имаше сеизмично събитие, което физически ни засегна тук, на Земята, на 50 000 светлинни години.
Всичко за неутронните звезди е ужасяващо. Но за всичко това, все още не сме сигурни колко са големи .
Въртяща се неутронна звезда с мощно магнитно поле размахва субатомни частици около себе си. Кредит за произведения на изкуството: NASA / Swift / Aurore Simonnet, Sonoma State University
Искам да кажа, имаме груба представа, но точният брой е труден за определяне. Те са твърде малки, за да се видят директно, така че трябва да заключим техния размер от други наблюдения, а те са измъчвани с несигурност. Размерът им също зависи от масата им. Но използвайки наблюдения на рентгенови лъчи и други емисии от неутронни звезди, астрономите са открили, че те имат диаметър 20-30 километра. Това е мъничко, за такава огромна маса! Но това също е дразнещо голям диапазон. Можем ли да се справим по -добре?
Да! Група учени са подходили към проблема по различен начин, и са успели да ограничат размера на тези свирепи, но малки зверове : Те откриха, че за неутронна звезда с маса 1,4 пъти по-голяма от Слънцето (около средната стойност за такива неща), тя ще има диаметър 22,0 километра (с несигурност +0,9/-0,6 км). Те смятат, че изчисленията им са два пъти по -точни от всички други, направени преди това.
Това е ... малко. Като, наистина ли малък. Бих обмислил 22 км кратко пътуване с колело, макар че честно казано да го направя на неутронна звезда би било трудно.
защо кучетата пазачи 2 са оценени m
Неутронната звезда е невероятно малка и плътна, опаковаща масата на Слънцето в топка само на няколко километра в диаметър. Това произведение на изкуството изобразява едно в сравнение с Манхатън. Кредит: Центърът за космически полети на Годард на НАСА
И така, как са получили този номер ? Физиката, която използваха, всъщност е адски сложна, но това, което направиха на практика, беше да решат уравнението на състоянието на неутронна звезда - физическите уравнения, които свързват характеристики на обект като налягане, обем и температура - за да получат какви биха били условията за модел неутронна звезда с маса, фиксирана 1,4 пъти по -голяма от тази на Слънцето.
След това те използваха тези резултати и ги сравниха с наблюденията на събитие от 2017 г .: Сливане на две неутронни звезди, което доведе до колосална експлозия, наречена килонова . Това събитие, наречено GW170817, беше огромен водоразделен момент за астрономията, защото сблъскващите се неутронни звезди излъчваха мощни гравитационни вълни, буквално разтърсвайки тъканта на Вселената. Това беше първият ни сигнал за събитието, но след това голяма част от телескопите на и над Земята насочиха към частта от небето, където беше открито сливането, и видя самата експлозия, килонова. Това беше първият път, когато се наблюдава събитие, излъчващо електромагнитна енергия (т.е. светлина ), което за първи път се наблюдава при гравитационни вълни.
Произведение, изобразяващо момента на сблъсък между две неутронни звезди. Получената експлозия е ... доста голяма. Кредит: Дейна Бери, SkyWorks Digital, Inc.
Той също така поставя много ограничения върху неутронните звезди, които се сблъскват. Например, след като се слеят, те излъчват светлина по специфичен начин и се оказва, че това е несъвместимо с обединения остатък, който има достатъчно маса, за да се срути директно в черна дупка. Това се случва около 2,4 пъти масата на Слънцето, така че знаем, че двете звезди заедно имат по -малка маса от тази. Обратно, светлината беше несъвместима с остатъка от ямка с неутронна звезда По-долу тази граница също. Изглежда, че 'хипермасивна' неутронна звезда се е образувала близо до тази граница, продължила е много кратко време и тогава се срина в черна дупка.
Всички тези данни бяха фураж за учените, изчисляващи размера на неутронната звезда. Сравнявайки своите модели с данните от GW170817, те успяха значително да намалят обхвата на размерите, които имаха смисъл, като нулираха диаметъра 22 км.
Този размер има интересни последици. Например, едно нещо, което учените от гравитационната вълна се надяват да видят, е сливането на черна дупка и неутронна звезда. Това определено ще бъде откриваемо, но въпросът е дали ще излъчва светлина, която могат да видят по -традиционните телескопи? Това се случва, когато материал от неутронната звезда се изхвърли по време на сливането, генерирайки много светлина.
Учените в тази нова работа провериха числата и установиха, че за неутронна звезда с 1,4 слънчеви маси и диаметър 22 км всяка черна дупка, по -голяма от около 3,4 пъти масата на Слънцето, би не извадете всеки материал! Това е много ниска маса за черна дупка и е малко вероятно да видим такава ниска маса, особено такава с неутронна звезда, която може да изяде. Така че те предсказват, че това събитие ще се види само в гравитационни вълни, но не и в светлина. От друга страна, това е само за без центрофугиране черни дупки и в действителност повечето ще имат бързо завъртане; Не е ясно какво ще се случи там, но си представям, че много хора ще пускат отново моделите си, за да видят какво могат да предскажат.
Да имаш размерите на неутронна звезда означава да можеш по -добре да разбереш какво се случва, докато се въртят, тъй като техните абсурдно мощни магнитни полета влияят върху материала около тях, как те натрупват нов материал и какво се случва близо до границата на масата между неутронна звезда и черно дупка. Още по -добре, тъй като Обсерватория за гравитационни вълни LIGO / Дева хората настройват оборудването си, те очакват чувствителността им да се увеличи, което позволява по-добро наблюдение на сливанията на неутронни звезди, което след това може да се използва за още по-строго ограничаване на размера.
Цял живот съм бил очарован от неутронни звезди и честно казано това е правилното отношение. Те са остатъци от свръхнови; те се сблъскват и правят злато, платина, барий и стронций; те са централата зад пулсарите; те могат да генерират съкрушителни енергии; и са най -плътните обекти, които все още можете да смятате за във Вселената (физическият обект в хоризонта на събитията на черна дупка е завинаги извън нашия обсег). Имам предвид, хайде . Те са невероятно .
И това за размерите им.
