Google

Translate blog

torsdag 24 november 2022

NU förstår man mer om neutronstjärnors inre

 


Citat vikipedia; "En neutronstjärna är ett av flera möjliga slut för en stjärna. När en stjärna i slutet av sitt liv stöter bort sina yttre lager inträffar en gravitationskollaps då stjärnans kvarvarande inre delar imploderar. Om stjärnan är så stor att den kvarvarande massan motsvarar 1,4–3 solmassor övergår den i en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade neutroner, och övrigt restmaterial utspridd i omgivningen från supernovan".

Hittills är inte mycket känt om det inre av neutronstjärnor. Sedan deras upptäckt för mer än 60 år sedan har forskare försökt dechiffrera dess struktur. Den största utmaningen är att simulera de extrema förhållandena som finns inuti dessa.

 Det har arbetats fram många teoretiska modeller där olika egenskaper – från densitet och temperatur – beskrivs med hjälp av så kallade tillståndsekvationer. Dessa ekvationer försöker beskriva neutronstjärnornas struktur och dess yta ner till den inre kärnan.

Nu har fysiker vid Goetheuniversitetet i Frankfurt lyckats lägga några ytterligare och avgörande bitar i pusslet. Arbetsgruppen under ledning av prof. Luciano Rezzolla vid Institutet för teoretisk fysik utvecklade mer än en miljon olika satsekvationer som uppfyller de begränsningar som ställs av data som erhållits från teoretisk kärnfysik å ena sidan och av astronomiska observationer å andra.

Vid utvärderingen av tillståndsekvationerna gjorde arbetsgruppen en överraskande upptäckt: Neutronstjärnor (med massor mindre än cirka 1,7 solmassor) verkar ha en mjuk mantel och en styv kärna, medan "tunga" neutronstjärnor (med massor större än 1,7 solmassor) istället har en styv mantel och en mjuk kärna. "Detta resultat är mycket intressant eftersom det ger oss ett direkt mått på hur komprimerbar neutronstjärnornas centrum kan vara", säger professor Luciano Rezzolla,

Avgörande till denna insikt var ljudets hastighet, ett studiefokus som användes av kandidat Sinan Altiparmak att arbetade utefter. Detta kvantitetsmått beskriver hur snabbt ljudvågor sprider sig inom ett objekt vilket beror på hur styv eller mjuk materian är. Här på jorden används ljudets hastighet för att utforska Jordens inre och upptäcka oljefyndigheter.

Genom att modellera tillståndsekvationer kunde fysikerna också avslöja andra tidigare oförklarliga egenskaper hos neutronstjärnor. Till exempel, oavsett deras massa, har de förmodligen en radie på endast ca 12 km. Rapportförfattaren Dr. Christian Ecker förklarar: "Vår omfattande numeriska studie tillåter oss inte bara att göra förutsägelser för neutronstjärnors radier och maximala massor utan också att sätta nya gränser för deras deformerbarhet i binära system (dubbelstjärnsystem). Det vill säga hur starkt de snedvrider varandra genom sina gravitationsfält. Dessa insikter kommer att bli särskilt viktiga för att identifiera den okända tillståndsekvationen utifrån framtida astronomiska observationer och upptäckter av gravitationsvågor uppkomna från sammanslagning av stjärnor.

Bild vikipedia på en modell av vad man vet om neutronstjärnor

Inga kommentarer: