Przejdź do głównej zawartości

Gwiazda neutronowa prawie zbyt masywna, aby istnieć

Astronomowie korzystający z GBT odkryli najmasywniejszą do tej pory znaną gwiazdę neutronową, szybko wirujący pulsar oddalony o ok. 4600 lat świetlnych od Ziemi. Ten rekordowy obiekt wiruje na krawędzi istnienia, zbliżając się do maksymalnej teoretycznej masy możliwej dla gwiazdy neutronowej.


Gwiazdy neutronowe – zwarte pozostałości masywnych gwiazd, które wybuchły jako supernowe – są najgęstszymi „normalnymi” obiektami w znanym Wszechświecie. (Czarne dziury są gęstsze, ale dalekie od normalności). Jedna kostka cukru zbudowana z materii gwiazdy neutronowej na Ziemi ważyłaby 100 mln ton, czyli mniej więcej tyle samo, co cała ludzka populacja. Chociaż astronomowie i fizycy badali te obiekty od dziesięcioleci i zachwycali się nimi, pozostaje wiele tajemnic dotyczących natury ich wnętrz: czy zgniecione neutrony stają się „nadciekłe” i płyną swobodnie? Czy rozpadają się na zupę subatomowych kwarków lub innych egzotycznych cząstek? Jaki jest punkt krytyczny, gdy grawitacja wygrywa z materią i tworzy czarną dziurę?

Zespół astronomów korzystający z Green Bank Telescope (GBT) zbliżył nas do znalezienia tych odpowiedzi.

Naukowcy, członkowie NANOGrav Physics Frontiers Center, odkryli, że szybko rotujący pulsar milisekundowy, zwany J0740+6620, jest najbardziej masywną gwiazdą neutronową, jaką kiedykolwiek zmierzono, ma średnicę 30 km i masę 2,17 mas Słońca. Ten pomiar zbliża go do granicy tego, jak masywny i zwarty może stać się pojedynczy obiekt bez zmiażdżenia się do czarnej dziury. Ostatnie prace dotyczące fal grawitacyjnych zaobserwowanych przez LIGO podczas zderzenia się gwiazd neutronowych sugerują, że 2,17 masy Słońca może znajdować się blisko tej granicy.

„Gwiazdy neutronowe są tak samo tajemnicze, jak fascynujące. Te obiekty wielkości miasta to w istocie olbrzymie jądra atomowe. Są tak masywne, że ich wnętrza nabierają dziwnych właściwości. Znalezienie maksymalnej masy, na jaką pozwala fizyka i natura, może nas wiele nauczyć o tym niedostępnym królestwie astrofizyki” – mówi Thankful Cromartie, absolwent University of Virginia i doktorant Grote Reber w National Radio Astronomy Observatory w Charlottesville w stanie Wirginia.

Pulsary emitują bliźniacze wiązki fal radiowych ze swoich biegunów magnetycznych, które przemierzają przestrzeń kosmiczną w sposób przypominający latarnię morską. Niektóre rotują setki razy na sekundę. Ponieważ pulsary wirują z tak fenomenalną prędkością i regularnością, astronomowie mogą je wykorzystywać jako kosmiczny odpowiednik zegarów atomowych. Tak precyzyjne mierzenie czasu pomaga im badać naturę czasoprzestrzeni, mierzyć masy obiektów gwiazdowych i lepiej rozumieć ogólną teorię względności.

Gdy tykający pulsar przechodzi za swoim towarzyszem białym karłem, występuje subtelne (rzędu 10 milionowych sekundy) opóźnienie czasu nadejścia sygnałów. Zjawisko to znane jest jako „opóźnienie Shapiro”. W istocie, grawitacja białego karła, zgodnie z ogólną teorią względności nieznacznie zakrzywia otaczającą ją przestrzeń. To zakrzywienie oznacza, że impulsy z rotującej gwiazdy neutronowej muszą podróżować nieco dalej, gdy omijają zakrzywienia czasoprzestrzeni wywołane przez białego karła.

Astronomowie mogą wykorzystać wielkość tego opóźnienia do obliczenia masy białego karła. Gdy znana jest masa jednego z orbitujących ciał, stosunkowo łatwo jest określić masę drugiego.

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…