Nowe metody pomiaru rozmiarów gwiazd neutronowych

Ilustracja przedstawia porównanie rozmiary gwiazdy neutronowej do rozmiarów wyspy Manhattan w Nowym Jorku. Źródło: Goddard Space Flight Center

Gwiazdy neutronowe zbudowane są z zimnej, ultra-gęstej materii. Jak zachowuje się taka materia? To jedna największych tajemnic współczesnej fizyki jądrowej. Badacze opracowali nową metodą pomiaru rozmiarów gwiazd neutronowych, dzięki czemu będą mogli lepiej zrozumieć co się dzieje z materią wewnątrz gwiazdy.

Nowa metoda opiera się na modelowaniu tego jak eksplozje termonuklearne zachodzące w górnych warstwach gwiazdy emitują promieniowanie rentgenowskie. Porównując obserwowane promieniowanie rentgenowskie emitowane przez gwiazdy neutronowe z najnowocześniejszymi teoretycznymi modelami promieniowania, badacze byli w stanie nałożyć ograniczenia na rozmiary źródła emitującego to promieniowanie. Nowe analizy wskazują, że promień gwiazdy neutronowej wynosi około 12,4 kilometra.

„Wcześniejsze pomiary wskazywały, że promień gwiazdy neutronowej mieści się w zakresie od 10 do 16 kilometrów. Nam udało się ograniczyć ten zakres do około 12 kilometrów, z dokładnością do 400 metrów, lub ewentualnie do 1000 metrów jeżeli chcemy mieć pewność. Dlatego też nowe pomiary stanowią wyraźny wzrost dokładności w porównaniu do wcześniejszych pomiarów” mówi Joonas Nattila, doktorant z Uniwersytetu w Turku, który opracował metodę pomiarów.

Nowe pomiary pozwolą badaczom badać warunki istniejące wewnątrz ekstremalnie gęstych gwiazd neutronowych. Badacze szczególnie chcieliby określić równanie stanu materii neutronowej.

„Gęstość materii w gwieździe neutronowej wynosi około 100 milionów ton na centymetr sześcienny. Obecnie gwiazdy neutronowe są jedynymi obiektami naturalnymi, w których można badać tak ekstremalne stany materii” mówi Juri Poutanen, kierownik grupy badawczej.

Nowe wyniki pomogą także zrozumieć niedawno zarejestrowane fale grawitacyjne wyemitowane w momencie zderzenia dwóch gwiazd neutronowych. Dlatego też konsorcjum LIGO/VIRGO, które zarejestrowało te fale szybko zaczęło porównywać swoje obserwacje z nowymi ograniczeniami nałożonymi przez badaczy z Finlandii.

„Określony kształt fal grawitacyjnych silnie uzależniony jest od promieni i równań stanu gwiazd neutronowych. To niesamowite, że te dwa zupełnie inne pomiary niosą te same informacje o składzie chemicznym gwiazd neutronowych. 

Źródło: Uniwersytet w Turku

Komentarze

comments