Zinātnieki ir ieguvuši labākos neitronu zvaigznes, īpaši blīva objekta, kas satur visdīvainākās un retākās matērijas Visumā, lieluma un satura mērījumus.
Šis mērījums var radīt labāku izpratni par dabas veidojošajiem blokiem - protoniem, neitroniem un to veidojošajiem kvarkiem -, jo tie ir saspiesti neitronu zvaigznes iekšpusē līdz triljoniem reižu lielāka blīvuma nekā uz Zemes.
Dr Tod Strohmayer no NASA Goddard kosmosa lidojumu centra Greenbelt, Md., Un viņa kolēģis Adam Arlarona, Arizonas universitātes maģistrantūras students, šodien iepazīstina ar šiem rezultātiem tīmekļa balstītā preses konferencē Ņūorleānā sanāksmē Amerikas astronomijas biedrības Augstās enerģijas astrofizikas nodaļa.
Viņi sacīja, ka viņu labākais neitronu zvaigznes rādiuss ir 7 jūdzes (11,5 kilometri), plus vai mīnus pastaiga pa Francijas kvartālu. Šķiet, ka masa ir 1,75 reizes lielāka nekā Saule, tā ir masīvāka, nekā prognozē dažas teorijas. Viņi veica mērījumus ar NASA Rossi rentgena laika noteikšanas pārlūku un arhivēja rentgena datus
Sen meklētā masas rādiusa attiecība nosaka neitronu zvaigznes iekšējā blīvuma un spiediena attiecības, tā saukto stāvokļa vienādojumu. Un tas, savukārt, nosaka, kāda veida matērijas var eksistēt neitronu zvaigznes iekšpusē. Saturs piedāvā būtisku pārbaudi teorijām, kas apraksta matēriju un enerģiju, kā arī kodolieroču mijiedarbību.
"Mēs patiešām vēlētos, lai mūsu rokas uz lietām būtu neitronu zvaigznes centrā," sacīja Strohmajers. “Bet, tā kā mēs to nevaram izdarīt, tas ir par nākamo labāko. Neitronu zvaigzne ir kosmiska laboratorija, un tā ir vienīgā iespēja redzēt matērijas iedarbību, kas saspiesta līdz šādai pakāpei. ”
Neitronu zvaigzne ir zvaigznes kodols, kas reiz ir lielāka par Sauli. Interjerā atrodas matērija, kas atrodas spēku ietekmē un kas varbūt pastāvēja Lielā sprādziena brīdī, bet ko nevar dublēt uz Zemes. Neitronu zvaigzne šodienas paziņojumā ir daļa no bināro zvaigžņu sistēmas ar nosaukumu EXO 0748-676, kas atrodas Volans zvaigznājā vai Lidojošajās zivīs aptuveni 30 000 gaismas gadu attālumā, dienvidu debesīs redzama ar lielu piemājas teleskopu.
Šajā sistēmā gāze no “normālas” pavadošās zvaigznes nokrīt uz neitronu zvaigznes, ko pievilina gravitācija. Tas izraisa neitronu zvaigžņu virsmas termisko kodolu eksploziju, kas apgaismo apgabalu. Šādi sprādzieni bieži atklāj neitronu zvaigznes griešanās ātrumu caur mirgošanu izstarotajā rentgena gaismā, ko sauc par eksplozijas svārstību. (Mākslinieka šī procesa koncepciju skatiet 1. – 6. Sadaļā. Filma un detalizēts paraksts ir atrodams zilajā kolonnā labajā pusē.)
Zinātnieki atklāja 45 hercu pārsprāgšanas svārstību frekvenci, kas atbilst neitronu zvaigznes griešanās ātrumam 45 reizes sekundē. Tas ir nesteidzīgu zvaigžņu nesteidzīgs temps, kuras bieži tiek novērotas kā 300 reizes sekundē.
Nākamie zinātnieki izmantoja EXO 0748-676 novērojumus, izmantojot Eiropas Kosmosa aģentūras XMM-Newton satelītu no 2002. gada, kuru vadīja doktors Žans Kotots no NASA Goddard. Kotama komanda bija atklājusi karstas gāzes izstarotās spektrālās līnijas, pēc izskata līdzīgas kardiogrammas līnijām. Šīm līnijām bija divas iezīmes. Pirmkārt, viņi tika pārvietoti ar Dopleru. Tas nozīmē, ka atklātā enerģija bija vidējā gaisma, kas griežas ap neitronu zvaigzni, virzoties prom no mums un tad uz mums. Otrkārt, līnijas tika pārbīdītas gravitācijas virzienā. Tas nozīmē, ka smaguma spēks ievilka gaismu, mēģinot izkļūt no šī reģiona, zagdams mazliet no tā enerģijas.
Strohmayer un Villarreal noteica, ka 45 hercu frekvence un novērotais līnijas platums no Doplera maiņas atbilst neitronu zvaigznes rādiusam no 9,5 līdz 15 kilometriem, ar labāko novērtējumu 11,5 kilometru attālumā. Saistība starp pārraušanas frekvenci, Doplera nobīdi un rādiusu ir tāda, ka gāziena ātrums, kas virpuļo ap zvaigznes virsmu, ir atkarīgs no zvaigznes rādiusa un tās griešanās ātruma. Būtībā ātrāks grieziens atbilst plašākai spektrālajai līnijai (paņēmiens, kas līdzīgs tam, kā štata karavīrs var noteikt ātruma pārsniegšanas automašīnas).
Cottam komandas gravitācijas sarkanā nobīdes mērījums piedāvāja pirmo masas rādiusa rādītāju, kaut arī nezinot masu un rādiusu. Tas notiek tāpēc, ka sarkanās nobīdes pakāpe (smaguma spēks) ir atkarīga no neitronu zvaigznes masas un rādiusa. Daži zinātnieki bija apšaubījuši šo mērījumu, jo atklātās spektrālās līnijas šķita pārāk šauras. Jaunie rezultāti nostiprina Cottam komandas spektrālo līniju gravitācijas sarkanā nobīdes interpretāciju (un tādējādi masas un rādiusa attiecību), jo lēnāk vērpjoša zvaigzne var viegli radīt tik relatīvi šauras līnijas.
Tātad, arvien vairāk pārliecināti par masas rādiusa attiecību un tagad zinot rādiusu, zinātnieki varēja aprēķināt neitronu zvaigznes masu. Vērtība bija no 1,5 līdz 2,3 saules masām, ar labāko novērtējumu 1,75 saules masām.
Rezultāts atbalsta teoriju, ka viela neitronu zvaigznī EXO 0748-676 ir iesaiņota tik cieši, ka gandrīz visi protoni un elektroni tiek saspiesti neitronos, kas virpuļo kā superšķidrums, šķidrums, kas plūst bez berzes. Tomēr lieta nav tik cieši iesaiņota, lai kvarki tiktu atbrīvoti, tā sauktā kvarka zvaigzne.
"Mūsu rezultāti patiešām sāk izspiest stāvokļa neitronu zvaigžņu vienādojumu," sacīja Villareal. “Izskatās, ka gandrīz nav izslēgti stāvokļu vienādojumi, kas paredz vai nu ļoti lielas, vai ļoti mazas zvaigznes. Varbūt daudz aizraujošāks ir tas, ka mums tagad ir novērošanas tehnika, kurai vajadzētu ļaut izmērīt masas rādiusa attiecības citās neitronu zvaigznēs. ”
Ierosinātā NASA misija ar nosaukumu Constellation X-ray Observatory varētu veikt šādus mērījumus, bet ar daudz lielāku precizitāti daudzām neitronu zvaigžņu sistēmām.
Oriģinālais avots: NASA ziņu izlaidums
