Kozmik çikolatalı pralinler mi? Genel nötron yıldızı yapısı ortaya çıktı

Şimdiye kadar, bir yıldızın ölümünden sonra oluşabilen son derece kompakt nesneler olan nötron yıldızlarının içi hakkında çok az şey biliniyor. Güneşimizin kütlesi veya daha fazlası, büyük bir şehrin çapına sahip bir küreye sıkıştırılmıştır. 60 yılı aşkın bir süre önce keşfedilmelerinden bu yana, bilim adamları yapılarını deşifre etmeye çalışıyorlar.

En büyük zorluk, nötron yıldızlarının içindeki aşırı koşulları simüle etmektir, çünkü laboratuvarda Dünya’da neredeyse yeniden yaratılamazlar. Bu nedenle, yoğunluk ve sıcaklıktan çeşitli özelliklerin durum denklemleri yardımıyla tanımlandığı birçok model vardır. Bu denklemler, yıldız yüzeyinden iç çekirdeğe kadar nötron yıldızlarının yapısını tanımlamaya çalışır.

Şimdi, Frankfurt Goethe Üniversitesi’ndeki fizikçiler yapboza daha önemli parçalar eklemeyi başardılar. Teorik Fizik Enstitüsü’nden Prof. Luciano Rezzolla liderliğindeki çalışma grubu, bir yandan teorik nükleer fizikten elde edilen verilerle, diğer yandan astronomik gözlemlerle belirlenen kısıtlamaları karşılayan bir milyondan fazla farklı durum denklemi geliştirdi. başka. Çalışmaları yayınlandı Astrofizik Dergi Mektupları.

Durum denklemlerini değerlendirirken, çalışma grubu şaşırtıcı bir keşif yaptı: “Hafif” nötron yıldızları (kütleleri yaklaşık 1,7 güneş kütlesinden daha küçük olan) yumuşak bir mantoya ve sert bir çekirdeğe sahip gibi görünürken, “ağır” nötron yıldızları (kütleleri olan) 1,7 güneş kütlesinden daha büyük) bunun yerine sert bir mantoya ve yumuşak bir çekirdeğe sahiptir.

Luciano Rezzolla, “Bu sonuç çok ilginç, çünkü bize nötron yıldızlarının merkezinin ne kadar sıkıştırılabilir olduğunun doğrudan bir ölçüsünü veriyor,” diyor. merkezinde fındık, yumuşak çikolata ile çevrelenmişken, ağır yıldızlar daha çok sert bir tabakanın yumuşak bir dolgu içerdiği çikolatalar gibi düşünülebilir.”

Bu kavrayış için çok önemli olan, lisans öğrencisi Sinan Altıparmak’ın çalışma odağı olan sesin hızıydı. Bu miktar ölçüsü, ses dalgalarının bir nesne içinde ne kadar hızlı yayıldığını açıklar ve maddenin ne kadar sert veya yumuşak olduğuna bağlıdır. Burada Dünya’da, gezegenin içini keşfetmek ve petrol yataklarını keşfetmek için ses hızı kullanılıyor.

Fizikçiler, durum denklemlerini modelleyerek, nötron yıldızlarının daha önce açıklanamayan diğer özelliklerini de ortaya çıkarabildiler. Örneğin, kütleleri ne olursa olsun, büyük ihtimalle sadece 12 km’lik bir yarıçapları vardır. Bu nedenle, Goethe Üniversitesi’nin memleketi Frankfurt kadar büyük çaptadırlar.

Çalışma yazarı Dr. Christian Ecker şöyle açıklıyor: “Kapsamlı sayısal çalışmamız, yalnızca nötron yıldızlarının yarıçapları ve maksimum kütleleri için tahminler yapmamıza değil, aynı zamanda ikili sistemlerdeki deforme olabilirliklerine, yani ne kadar güçlü bir şekilde bozulduklarına dair yeni sınırlar belirlememize olanak tanıyor. Bu içgörüler, gelecekteki astronomik gözlemler ve birleşen yıldızlardan gelen yerçekimi dalgalarının tespitleri ile bilinmeyen durum denklemini tam olarak belirlemek için özellikle önemli hale gelecek.”