gov-civil-vilareal.ptHoe groot is een neutronenster?
>Neutronensterren zijn de overblijfselen van massieve sterren nadat ze supernova zijn geworden ; terwijl de buitenste lagen van de ster naar buiten exploderen en letterlijk vuurwerk op kosmische schaal creëren, stort de kern van de ster in en wordt ongelooflijk samengedrukt. Als de kern genoeg massa heeft, wordt het een zwart gat , maar als het die limiet schuwt, wordt het een ultradichte bal die voornamelijk uit neutronen bestaat.
De statistieken voor neutronensterren zijn ontnuchterend . Ze hebben een massa tot meer dan tweemaal de zon, maar de dichtheid van een atoomkern: meer dan 100 biljoen gram per kubieke centimeter. Dat is moeilijk te begrijpen, maar denk er zo over: als je elke auto in de Verenigde Staten zou samenpersen tot neutronenster-dingen, zou je een kubus krijgen 1 centimeter aan een kant . De grootte van een suikerklontje, of een zeszijdige dobbelsteen. De hele mensheid, samengeperst in een dergelijke staat, zou minder dan twee keer zo breed zijn.
Neutronensterren hebben een oppervlaktezwaartekracht van honderden miljarden keren die van de aarde, en magnetische velden zelfs nog sterker. Een neutronenster half de melkweg bij ons vandaan had een seismische gebeurtenis die ons hier op aarde, op 50.000 lichtjaar afstand, fysiek heeft getroffen.
Alles aan neutronensterren is angstaanjagend. Maar voor dat alles, we weten nog steeds niet precies hoe groot ze zijn .
waarom is whisky tango foxtrot beoordeeld als r
Een roterende neutronenster met een krachtig magnetisch veld zweept subatomaire deeltjes eromheen. Kunstwerktegoed: NASA / Swift / Aurore Simonnet, Sonoma State University
Ik bedoel, we hebben een ruw idee, maar het exacte aantal is moeilijk te bepalen. Ze zijn te klein om direct te zien, dus we moeten hun grootte afleiden uit andere waarnemingen, en die worden geplaagd door onzekerheden. Hun grootte hangt ook af van hun massa. Maar met behulp van waarnemingen van röntgenstralen en andere emissies van neutronensterren, hebben astronomen ontdekt dat ze een diameter hebben van 20-30 kilometer. Dat is klein, voor zo'n enorme massa! Maar het is ook een irritant groot bereik. Kunnen we het beter doen?
Ja! Een groep wetenschappers heeft het probleem op een andere manier benaderd, en hebben de grootte van deze woeste maar kleine beesten kunnen beperken : Ze ontdekten dat voor een neutronenster met een massa van 1,4 keer de zon (ongeveer gemiddeld voor zulke dingen), hij een diameter van 22,0 kilometer zal hebben (met een onzekerheid van +0,9/-0,6 km). Ze ontdekken dat hun berekening een factor twee nauwkeuriger is dan alle andere berekeningen.
pee-wee's grote avontuur
Dat is... klein. Graag willen, echt klein. Ik zou 22 km als een korte fietstocht beschouwen, hoewel om eerlijk te zijn het moeilijk zou zijn om het op een neutronenster te doen.
Een neutronenster is ongelooflijk klein en dicht en verpakt de massa van de zon in een bal van slechts een paar kilometer breed. Dit kunstwerk beeldt er een uit in vergelijking met Manhattan. Credit: NASA's Goddard Space Flight Center
Dus hoe zijn ze aan dit nummer gekomen? ? De fysica die ze gebruikten is eigenlijk duivels gecompliceerd, maar wat ze in feite deden, was het oplossen van de toestandsvergelijking van een neutronenster - de fysieke vergelijkingen die kenmerken van een object zoals druk, volume en temperatuur met elkaar in verband brengen - om te krijgen hoe de omstandigheden zouden zijn voor een model neutronenster met een vaste massa van 1,4 keer die van de zon.
Vervolgens gebruikten ze die resultaten en vergeleken ze met waarnemingen van een gebeurtenis uit 2017: een samensmelting van twee neutronensterren die resulteerde in een kolossale explosie genaamd een kilonova . Deze gebeurtenis, GW170817 genaamd, was een enorm keerpunt voor de astronomie, omdat de botsende neutronensterren krachtige zwaartekrachtsgolven uitzonden, die letterlijk het weefsel van het heelal deden schudden. Dit was onze eerste waarschuwing voor de gebeurtenis, maar toen richtte een groot deel van de telescopen op en boven de aarde zich op het deel van de hemel waar de samensmelting werd gevonden, en zag de explosie zelf, de kilonova. Het was de eerste keer dat een gebeurtenis elektromagnetische energie uitstraalde (dat wil zeggen, licht ) dat voor het eerst werd gezien in zwaartekrachtsgolven.
3 6 9 methode manifest
Kunstwerk dat het moment van botsing tussen twee neutronensterren uitbeeldt. De resulterende explosie is... behoorlijk groot. Credit: Dana Berry, SkyWorks Digital, Inc.
Het legde ook veel beperkingen op aan de neutronensterren die in botsing kwamen. Nadat ze bijvoorbeeld waren samengesmolten, straalden ze op een specifieke manier licht uit, en het bleek dat dit niet in overeenstemming was met het feit dat het samengevoegde overblijfsel voldoende massa had om direct in een zwart gat in te storten. Dat gebeurt ongeveer 2,4 keer de massa van de zon, dus we weten dat de twee sterren samen minder massa hadden. Omgekeerd was het licht inconsistent met het overblijfsel dat een neutronensterbron was onderstaand die grens ook. Het lijkt erop dat er een 'hypermassieve' neutronenster is gevormd in de buurt van die limiet, die een zeer korte tijd heeft geduurd, en dan stortte in een zwart gat.
Al deze gegevens waren voer voor de wetenschappers die de grootte van de neutronenster berekenden. Door hun modellen te vergelijken met de gegevens van GW170817, waren ze in staat om het aantal logische maten aanzienlijk te verkleinen, waarbij ze zich op de 22 km-diameter concentreerden.
Deze omvang heeft interessante implicaties. Eén ding dat de zwaartekrachtsgolfwetenschappers hopen te zien, is bijvoorbeeld de samensmelting van een zwart gat en een neutronenster. Dit zal zeker detecteerbaar zijn, maar de vraag is of het licht uitstraalt dat meer traditionele telescopen kunnen zien? Dat gebeurt wanneer materiaal van de neutronenster tijdens de fusie wordt weggeslingerd, waardoor er veel licht ontstaat.
waarom is de koning van de zomer beoordeeld als r
De wetenschappers in dit nieuwe werk voerden de cijfers uit en ontdekten dat voor een neutronenster met een massa van 1,4 zonsmassa en een diameter van 22 km elk zwart gat groter dan ongeveer 3,4 keer de massa van de zon zou niet werp elk materiaal uit! Dat is een zeer lage massa voor een zwart gat, en het is zeer onwaarschijnlijk dat we zo'n lage massa zouden zien, vooral een met een neutronenster die het kan eten. Dus ze voorspellen dat deze gebeurtenis alleen te zien zal zijn in zwaartekrachtsgolven en niet in licht. Aan de andere kant, dat is alleen voor niet-draaiend zwarte gaten, en in werkelijkheid zullen de meeste een snelle spin hebben; het is onduidelijk wat daar zou gebeuren, maar ik kan me voorstellen dat veel mensen hun modellen opnieuw zullen gebruiken om te zien wat ze kunnen voorspellen.
Het hebben van de grootte van een neutronenster betekent dat je beter kunt begrijpen wat er gebeurt als ze ronddraaien, omdat hun belachelijk krachtige magnetische velden het materiaal om hen heen beïnvloeden, hoe ze nieuw materiaal aangroeien en wat er gebeurt in de buurt van de massalimiet tussen een neutronenster en een zwarte gat. Nog beter, als de LIGO / Virgo zwaartekrachtsgolfobservatorium mensen finetunen hun apparatuur, ze verwachten dat hun gevoeligheid zal toenemen, waardoor betere observaties van neutronensterfusies mogelijk zijn, die vervolgens kunnen worden gebruikt om de groottebeperkingen nog meer aan te scherpen.
Ik ben al mijn hele leven gefascineerd door neutronensterren, en eerlijk gezegd is dat de juiste houding. Het zijn overblijfselen van supernova's; ze botsen en maken goud, platina, barium en strontium; zij zijn de krachtpatser achter pulsars; ze kunnen verpletterende energiestoten opwekken; en zijn de dichtste objecten die je nog steeds als in het heelal kunt beschouwen (het fysieke object binnen de waarnemingshorizon van een zwart gat is voor altijd buiten ons bereik). Ik bedoel, kom op . Zij zijn geweldig .
En dat over maten ze omhoog.
