Neutronstjerner på randen af ​​sammenbrud

Når en massiv stjerne dør, sine kernekontrakter. I en supernovaeksplosion, stjernens ydre lag udvises, efterlader en ultrakompakt neutronstjerne. For første gang, LIGO og Virgo Observatories har for nylig været i stand til at observere fusionen mellem to neutronstjerner og måle massen af ​​de fusionerende stjerner. Sammen, neutronstjernerne havde en masse på 2,74 solmasser. Baseret på disse observationsdata, et internationalt team af forskere fra Tyskland, Grækenland, og Japan inklusive HITS astrofysiker Dr. Andreas Bauswein har formået at indsnævre størrelsen på neutronstjerner ved hjælp af computersimuleringer. Beregningerne tyder på, at neutronstjernens radius skal være mindst 10,7 km. Det internationale forskerholds resultater er blevet offentliggjort i Astrofysiske journalbreve .

Sammenbruddet som bevis

Ved kollisioner med neutronstjerner, to neutronstjerner kredser om hinanden, til sidst fusionere til en stjerne med cirka det dobbelte af massen af ​​de enkelte stjerner. I denne kosmiske begivenhed, gravitationsbølger - rumtidenes svingninger - hvis signalkarakteristika er relateret til stjernernes masse, udsendes. Denne begivenhed ligner det, der sker, når en sten kastes i vand, og der dannes bølger på vandets overflade. Jo tungere stenen, jo højere bølger.

Forskerne simulerede forskellige fusionsscenarier for de nyligt målte masser for at bestemme radius af neutronstjernerne. Ved at gøre sådan, de stolede på forskellige modeller og statsligninger, der beskriver den nøjagtige struktur af neutronstjerner. Derefter, forskerteamet kontrollerede, om de beregnede fusionsscenarier er i overensstemmelse med observationerne. Konklusionen:Alle modeller, der fører til direkte sammenbrud af fusionsresten, kan udelukkes, fordi et sammenbrud fører til dannelsen af ​​et sort hul, hvilket igen betyder, at der udsendes relativt lidt lys under sammenstødet. Imidlertid, forskellige teleskoper har observeret en lys lyskilde på stedet for stjernernes kollision, som giver klare beviser mod hypotesen om kollaps.

Resultaterne udelukker derved en række modeller af neutronstjernemateriale, nemlig alle modeller, der forudsiger en neutronstjerners radius mindre end 10,7 kilometer. Imidlertid, den indre struktur af neutronstjerner er stadig ikke helt forstået. Radier og struktur af neutronstjerner er af særlig interesse ikke kun for astrofysikere, men også til kernefysikere og partikelfysikere, fordi disse stjerners indre struktur afspejler egenskaberne ved atomdrev med høj densitet, der findes i hver atomkerne.

Neutronstjerner afslører materiens grundlæggende egenskaber

Mens neutronstjerner har en lidt større masse end vores sol, deres diameter er kun få 10 km. Disse stjerner indeholder således en stor masse i et meget lille rum, hvilket fører til ekstreme forhold i deres indre. Forskere har undersøgt disse indre forhold i allerede nogle årtier og er især interesseret i bedre at indsnævre radius af disse stjerner, da deres størrelse afhænger af de ukendte egenskaber ved densitetsmateriale.

De nye målinger og nye beregninger hjælper teoretikere med bedre at forstå egenskaberne ved stof med høj densitet i vores univers. Den nyligt offentliggjorte undersøgelse repræsenterer allerede en videnskabelig fremgang, da den har udelukket nogle teoretiske modeller, men der er stadig en række andre modeller med neutronstjerne radier større end 10,7 km. Imidlertid, forskerne har kunnet demonstrere, at yderligere observationer af neutronstjernefusioner vil fortsætte med at forbedre disse målinger. LIGO- og Virgo -observatorierne er lige begyndt at foretage målinger, og instrumenternes følsomhed vil fortsat stige i løbet af de næste par år og give endnu bedre observationsdata. "Vi forventer, at flere neutronstjernefusioner snart vil blive observeret, og at observationsdataene fra disse begivenheder vil afsløre mere om materiens indre struktur, "HITS -forskeren Andreas Bauswein slutter.