Przejdź do głównej zawartości

Gwiazdy neutronowe i materia kwarkowa

Materia kwarkowa – ekstremalnie gęsta faza materii złożona z subatomowych cząsteczek, zwanych kwarkami – może istnieć we wnętrzach gwiazd neutronowych. Może być także na krótką chwilę stworzona w ziemskich laboratoriach, takich jak np. Wielki Zderzacz Hadronów w CERN. Zbiorcze zachowanie materii jednak nie jest tak łatwe do opisania. Podczas wykładu, który odbył się w minionym tygodniu w CERN, Aleksi Kurkela z Uniwersytetu Stavanger w Norwegii wyjaśnił, w jaki sposób dane o gwiazdach neutronowych pozwoliły jemu i jego współpracownikom nałożyć ciasne ograniczenia na zachowanie materii w tej ekstremalnej formie.


Kurkela i współpracownicy wykorzystali właściwość gwiazdy neutronowej wyprowadzonej na podstawie pierwszej obserwacji z LIGO i Virgo, które wykryły fale grawitacyjne emitowane w momencie połączenia się dwóch gwiazd neutronowych. Właściwość ta opisuje sztywność gwiazdy w reakcji na naprężenia spowodowane przyciąganiem grawitacyjnym gwiazdy towarzysza. 

Do zbiorczego opisania materii kwarkowej fizycy na ogół stosują równania stanu, które odnoszą ciśnienie stanu materii do innych właściwości stanu. Ale muszą jeszcze wymyślić unikalne równanie stanu dla materii kwarkowej. Na razie udało im się jedynie wprowadzić rodziny takich równań. Wprowadzając wartości pływowe odkształcalności gwiazd neutronowych obserwowanych przez LIGO i Virgo w pochodną rodzin równań stanu dla materii kwarkowej gwiazdy neutronowej, Kurkela i jego współpracownicy mogli znacząco zmniejszyć rozmiar rodziny równań. Taka zmniejszona rodzina zapewnia bardziej rygorystyczne ograniczenia zbiorowych właściwości materii kwarkowej oraz bardziej ogólnie na materię jądrową o wysokich gęstościach, niż były wcześniej dostępne.

Mając takie wyniki, naukowcy odwrócili problem i wykorzystali ograniczenia kwark-materia, aby wywnioskować właściwości gwiazd neutronowych. Wykorzystując to podejście, zespół otrzymał związek między promieniem i masą gwiazdy neutronowej i odkrył, że maksymalny promień gwiazdy o masie 1,2 masy Słońca powinien wynosić około 10 do 14 km.  

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…