Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Enkel, som en nøytronstjerne: Hvordan nøytronstjerner er som (og i motsetning til) sorte hull

Elite: Dangerous Return to the Conflux Settlements (Mars 2019).

Anonim

For astrofysikere er nøytronstjerner ekstremt komplekse astronomiske objekter. Forskning utført i samarbeid med SISSA og publisert i tidsskriftet Physical Review Letters, viser at i visse henseender disse stjernene i stedet kan beskrives veldig enkelt og at de viser likheter med svarte hull.

annonse


På hvor mange måter kan man beskrive et objekt? Ta et eple: ved å bare se på det kan vi enkelt estimere vekt, form og farge, men vi kan ikke beskrive det på noe annet nivå, for eksempel å evaluere kjemisk sammensetning av kjøttet. Noe lignende gjelder også for astronomiske gjenstander: inntil i dag var en av utfordringene som forskerne står overfor, å beskrive nøytronstjerner på atomfysikknivået. Saken disse stjernene består av er faktisk ekstremt kompleks, og flere kompliserte statlige ligninger er blitt foreslått. Men til dags dato er det ingen avtale om hvilken er den riktige (eller den beste) en. En teoretisk studie utført av SISSA, i samarbeid med Atenuniversitetet, har vist at nøytronstjerner også kan beskrives på relativt enkle vilkår ved å observere strukturen av romtiden rundt dem.

"Neutronstjerner er komplekse gjenstander på grunn av saken som komponerer dem. Vi kan vise dem som enorme atomkjerner med en radius på rundt ti kilometer, " forklarer Georgios Pappas, første forfatter av studien utført på SISSA. "En nøytronstjerne er det som gjenstår av sammenbruddet av en massiv stjerne: saken inne i den er ekstremt tett og består hovedsakelig av nøytroner."

"Kjernefysikken som kreves for å forstå innholdet i saken i disse astronomiske objektene, gjør generelt beskrivelsen svært komplisert og vanskelig å formulere, fortsetter Pappas. "Det vi har demonstrert, ved hjelp av numeriske metoder, er at det finnes egenskaper som kan gi en beskrivelse av noen aspekter av nøytronstjerner og omgivende romtid på en enkel måte, ligner beskrivelsen som brukes til svarte hull."

Svarte hull er virkelig unike gjenstander: de har mistet alt, og er bare laget av plass og tid. I likhet med nøytronstjerner er de resultatet av sammenbruddet av en større stjerne (i dette tilfellet mye større enn stjernene som gir opphav til neutronstjerner) og i implosjonen er all saken blitt feid bort. "De regnes for å være de mest perfekte gjenstandene i universet, og uttrykket" hårløs "som ble mønstret av John Archibald Wheeler for å indikere at deres enkelhet er blitt kjent. Ifølge våre beregninger kan selv nøytronstjerner avbildes på en svært liknende måte. "

Forskere bruker "multipole moments" som parametere for å beskrive objekter. Øyeblikkene som kreves for å beskrive et svart hull er to, masse og vinkelmoment (den hastigheten som den roterer rundt sin akse). For nøytronstjerner trengs tre øyeblikk: masse, vinkelmoment og kvadrupol-øyeblikk, det vil si en koeffisient som beskriver deformasjonen av objektet som er produsert ved rotasjonen.

"Våre beregninger avslørte to uventede funn. Først oppdaget vi at disse tre parametrene er tilstrekkelige siden høyere nivåer ikke er uavhengige og kan avledes fra de tre første, " forklarer Pappas. "Det andre overraskende funnet er at beskrivelsen basert på disse parametrene er uavhengig av ligningens likestilling, eller rettere sagt: vi trenger ikke engang å vite hvilken statlig likning er."

I praksis kan vi få en beskrivelse av en nøytronstjerne som er uavhengig av saken som danner den. "Dette har store implikasjoner, " konkluderer Pappas. "Faktisk, ved å bruke dataene som er samlet inn med astrofysiske observasjoner - for eksempel, strålingen som emitteres av en nøytronstjerne, eller informasjon om gjenstander som graviterer rundt stjernen eller annen informasjon - vi kan rekonstruere funksjonene til en nøytronstjerne."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Sissa Medialab . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. George Pappas og Theocharis A. Apostolatos. Effektiv universell oppførsel av roterende nøytronstjerner generelt relativitet gjør dem enda enklere enn deres newtonske kolleger . Phys. Rev Lett., 2014 (lenke)