|  | 23 января 2018 | Космос и Авиация

Астрономы вычислили верхний предел массы нейтронных звезд

Нейтронная звезда


Начиная с 1960-х годов, после открытия первых нейтронных звезд, ученые-астрономы и астрофизики задавались вопросом, насколько массивными могут быть эти экзотические космические объекты? В отличие от черных дыр, нейтронные звезды не могут "набирать массу" за счет материи, находящейся в прилегающем пространстве. И впервые в истории астрономии, ученые из университета Гете во Франкфурте, Германия, с достаточно высокой точностью рассчитали верхний предел массы нейтронных звезд, который составил 2.16 массы Солнца.

При среднем радиусе в 12 километров и при массе, в два раза больше массы Солнца, нейтронные звезды являются одними из самых плотных объектов во Вселенной, производящими гравитационные поля, сопоставимые с гравитационными полями черных дыр. Масса большей части нейтронных звезд составляет порядка 1.4 солнечной массы, но ученым известны примеры и более массивных нейтронных звезд, к примеру, пульсар PSR J0348+0432, который в 2.01 раза более массивен, нежели Солнце.

За счет своей огромной плотности и массы, нейтронная звезда, согласно имеющимся теориям, при достижении определенного порога разрушилась бы и превратилась в черную дыру. При этом, "спусковым механизмом" этого процесса может стать один единственный нейтрон, несмотря на его крошечную массу.

Основой для вычислений верхнего порога массы нейтронной звезды стали так называемые "универсальные отношения" (universal relations), подход, разработанный исследователями из Франкфурта несколько лет назад. Этот подход подразумевает, что все нейтронные звезды настолько подобны друг другу, что некоторые их свойства могут быть выражены при помощи постоянных безразмерных величин, констант. Ученые объединили теорию "универсальных отношений" с данными о гравитационных волнах и последующем электромагнитном излучении, вызванными процессом столкновения и слияния нейтронных звезд. Как, наверное, помнят наши читатели, данное событие было зарегистрировано в прошлом году датчиками гравитационной обсерватории LIGO.

Наличие достаточно точных реальных данных значительно упростило процесс вычислений, сделав их практически независимыми от ряда уравнений, являющихся теоретической моделью, описывающей свойства и поведение самого плотного вещества во Вселенной. Именно эта модель используется для получения информации о составе материи на различной глубине внутри звезд.

Данная работа является отличным примером взаимодействия и взаимного дополнения теоретических и экспериментальных исследований. "Теория, как обычно, всегда нуждается в экспериментальных доказательствах, которые позволяют определить и сузить области действия этой теории" - пишут исследователи, - "В данном случае, наблюдения за слиянием нейтронных звезд, которое произошло за миллионы световых лет от нас, позволили найти решение загадки, которую не могли решить астрономы на протяжении последних 50 лет".

И в заключение следует отметить, что данная работа была опубликована в издании "Letter of the Astrophysical Journal". А самым интересным является то, что спустя всего несколько дней после ее публикации, еще две группы ученых из США и Японии подтвердили полученные результаты, следуя, при этом, различными путями и используя различные подходы при своих расчетах.




Ключевые слова:
Масса, Предел, Нейтронная, Звезда, Черная, Дыра, Расчет, Теория, Данные, Столкновение, LIGO

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Детекторы обсерватории LIGO, возможно, зарегистрировали новый вид гравитаци ...
  • Ученые выдвинули предположение о существовании "странной" материи, более ...
  • Столкновение нейтронных звезд приводит к рождению черной дыры
  • Ученые раскрыли одну из загадок нейтронных звезд
  • Ученые безуспешно пытаются раскрыть тайны нейтронных звезд.




  • 23 января 2018 08:05
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 4231
    "спусковым механизмом" этого процесса может стать один единственный нейтрон

    Как-то очень с трудом в такое верится, особенно с учетом соотношения массы самой звезды и массы нейтрона


    --------------------
        
    23 января 2018 08:47
    #2 Написал: Hetman

    Публикаций: 0
    Комментариев: 16
    Цитата: FomaNeverujuwij
    Как-то очень с трудом в такое верится, особенно с учетом соотношения массы самой звезды и массы нейтрона

    а я думаю, что вполне возможно. Представьте себе нейтронную звезду как чрезвычайно плотное облако пылевой плазмы. Так же как и добавление одной частицы вызывает перестроение всего облака, так и добавление всего одного нейтрона, может "заставить" начать перестраиваться всю упорядоченную структуру нейтронов в звезде.
    Примерно так же как, и добавление всего одного нейтрона заставляет распадаться ядра сверх тяжёлых элементов.
        
    23 января 2018 11:45
    #3 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 559
    Hetman, Однако не следует забывать, что нейтронная звезда, как и любой другой астрономический объект, существует не в абсолютной пустоте, а всю свою жизнь подвергается непрерывной бомбардировке всевозможными частицами разнообразного происхождения. Каждую секунду на ее поверхность из космоса их прилетают миллиарды, в том числе и нейтронов. Так что, от одного конкретного нейтрона там ничего принципиального зависеть не может, иначе мы бы видели непрерывное изменение характеристик таких звезд. Разве что, в случае приближения массы звезды к критической, когда-то наступит момент, когда она эту черту перешагнет и сколлапсирует в черную дыру. Можно конечно будет сказать, что вон тот, лишний нейтрон стал виновником взрыва, однако вобщем-то это могла быть и любая другая массивная частица.
        
    23 января 2018 12:32
    #4 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 4231
    Цитата: Hetman
    Представьте себе нейтронную звезду как чрезвычайно плотное облако пылевой плазмы

    Я с Вами, может и согласился-бы, но нейтронная звезда - это не статичный объект, она постоянно "кипит", излучает в пространство энергию в виде света и радиоизлучения и т.п. И, думаю, что спусковым механизмом является не только масса, но и заключенная в звезде энергия, которая направлена наружу и которой до поры и времени хватает на то, чтобы не дать ей сколлапсировать


    --------------------
        
    23 января 2018 15:37
    #5 Написал: gen_sec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 238
    FomaNeverujuwij,
    вы оба по сути правы
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.