Przejdź do głównej zawartości

Lepszy sposób modelowania gwiezdnych eksplozji

Gwiazdy neutronowe zawierają najgęstszą znaną formę materii. Astrofizycy nie do końca rozumieją, jak materia zachowuje się pod wpływem tak miażdżących gęstości, nie mówiąc już o tym, co się dzieje, gdy dwie gwiazdy neutronowe zderzają się ze sobą lub gdy wybucha masywna gwiazda, tworząc gwiazdę neutronową.


Jednym z narzędzi, jakie naukowcy wykorzystują do modelowania tych potężnych zjawisk jest równanie stanu. W uproszczeniu równanie stanu opisuje, w jaki sposób materia zachowuje się w różnych gęstościach i temperaturach. Temperatury i gęstości występujące podczas tych ekstremalnych zdarzeń mogą się bardzo różnić i mogą pojawiać się dziwne zachowania; np. protony i neutrony mogą układać się w złożone kształty.

Jednak, do tej pory istniało zaledwie około 20 równań stanu, które były łatwo dostępne do symulacji zjawisk astrofizycznych. Jeden z naukowców postanowił rozwiązać ten problem za pomocą kodów komputerowych. W ciągu ostatnich trzech lat rozwijał oprogramowanie typu open-source, które pozwala astrofizykom tworzyć własne równania stanu. W artykule opublikowanym w Physical Review C, wraz z kolegami opisuje ten kod i demonstruje jego działanie poprzez symulacje supernowych o masach 15 i 40 razy większych od Słońca.

Badania mają natychmiastowe zastosowania dla naukowców badających gwiazdy neutronowe, w tym analizujących dane pochodzące z interferometru laserowego LIGO, który po raz pierwszy, w 2017 r. wykrył fale grawitacyjne pochodzące ze zderzenia się gwiazd neutronowych. Świadkiem tego wydarzenia były teleskopy na całym świecie, które wychwyciły fale w świetle widzialnym pochodzący z tego zderzenia.

Równania stanu pomagają astrofizykom badać wyniki fuzji gwiazd neutronowych i dowiadywać się, czy w wyniku kolizji powstanie bardziej masywna gwiazda neutronowa czy też czarna dziura. Im więcej obserwacji z LIGO oraz teleskopów optycznych, tym bardziej naukowcy mogą udoskonalić równanie stanu oraz zaktualizować oprogramowanie, aby astrofizycy mogli generować nowe, bardziej realistyczne równania do przyszłych badań.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…