Przejdź do głównej zawartości

Modelowanie wnętrza gwiazd neutronowych

Ulepszenia modelu wnętrza gwiazdy neutronowej sprawiają, że ma on zastosowanie do łączących się gwiazd neutronowych.


Astrofizycy opracowali ulepszony model wewnętrznej struktury gwiazd neutronowych, który dobrze zgadza się z danymi obserwacyjnymi. W przeciwieństwie do poprzednich modeli można go rozszerzyć, aby rozważyć, co się stanie, gdy dwie gwiazdy neutronowe się połączą.

Zapadnięte pozostałości olbrzymich gwiazd – gwiazdy neutronowe – to fascynujące obiekty. Mają zaledwie 20-30 km średnicy ale są prawie 400 000 – 600 000 razy masywniejsze niż Ziemia, co czyni je niesamowicie gęstymi obiektami.

Gwiazdy neutronowe nie są jednorodnymi skupiskami neutronów, mają raczej cebulową strukturę. Teoretycy zajęli się modelowaniem tej wewnętrznej struktury w oparciu o mechanikę kwantową i dane obserwacyjne.

Wcześniej naukowcy opracowali model zawierający trzy warstwy: zewnętrzną warstwę zbudowaną głównie z neutronów, wewnętrzne jądro złożone z kwarków – budulców neutronów – i region przejściowy między tymi dwiema warstwami.

Teraz zespół posunął ten model o krok dalej, używając bardziej ogólnego równania do opisania warstwy zewnętrznej, która składa się z około 97% neutronów i 3% protonów i elektronów.

Ulepszony model dobrze zgadza się z uzyskanymi dotychczas danymi obserwacyjnymi. Na przykład przewiduje, że maksymalna masa gwiazdy neutronowej może wynieść 2,35 masy Słońca, co jest bliskie masie największej dotychczas obserwowanej gwiazdy neutronowej – powstałej z połączenia się dwóch gwiazd neutronowych, z których w 2017 r. zaobserwowano fale grawitacyjne.

Wkrótce przewidywany jest prawdziwy test modelu. Teleskop NICER wykonuje obserwacje rentgenowskie, aby zmierzyć rozmiary gwiazd neutronowych o znanych masach. Jego pomiary potwierdzą lub obalą model zespołu.

Ten ogólny charakter modelu sprawia, że ma on zastosowanie nie tylko do pojedynczych gwiazd neutronowych, ale także do dwóch połączonych obiektów tej klasy. Stare równanie stanu dotyczyło tylko temperatury zera absolutnego. Działa to jedynie dla pojedynczych gwiazd neutronowych, ponieważ są one bardzo zimne, ale fuzja pary gwiazd generuje dużo ciepła, dlatego naukowcy wprowadzili równanie stanu, które może poradzić sobie z różnymi temperaturami. Zespół używa go teraz do modelowania tych połączeń i do uzyskiwania prognoz dotyczących fal grawitacyjnych, które one wygenerują.

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…