این تپ‌اختر رکوردشکن «بیوه سیاه» عظیم‌ترین ستاره نوترونی تاکنون است.

این تپ‌اختر رکوردشکن «بیوه سیاه» عظیم‌ترین ستاره نوترونی تاکنون است.

یکی از افراطی‌ترین ستاره‌های کهکشان راه شیری از این هم بیشتر شده است.

دانشمندان جرم یک ستاره نوترونی به نام PSR J0952-0607 را اندازه‌گیری کرده‌اند و دریافته‌اند که این ستاره پرجرم‌ترین ستاره نوترونی است. هنوز کشف شده است و جرم آن ۲.۳۵ برابر خورشید است.

 

اگر درست باشد، این بسیار نزدیک به حد بالای جرم نظری حدود ۲.۳ جرم خورشیدی برای ستارگان نوترونی، نشان دهنده یک آزمایشگاه عالی برای مطالعه این ستارگان فوق چگال در آنچه ما فکر می کنیم در آستانه فروپاشی است، به امید درک بهتر وضعیت کوانتومی عجیب و غریب ماده ای که آنها از آن ساخته شده اند.

اخترفیزیکدان الکس فیلیپنکو از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، گفت.

“ستاره نوترونی مانند یک هسته غول پیکر است. اما زمانی که شما یک و نیم جرم خورشیدی از این مواد دارید، که حدود ۵۰۰۰۰۰ جرم زمین از هسته است که همه به هم چسبیده اند، من اصلاً مشخص نیست که آنها چگونه رفتار خواهند کرد.”

ستاره‌های نوترونی هسته‌های فروریخته ستارگان پرجرمی هستند که قبل از تبدیل شدن به ابرنواختر و منفجر شدن بیشتر ستاره‌های خود، بین ۸ تا ۳۰ برابر جرم خورشید بودند. جرم به فضا می رود.

این هسته ها، که تقریباً ۱.۵ برابر جرم خورشید هستند، از متراکم ترین اجرام در کیهان هستند. تنها چیزی که متراکم تر است یک سیاهچاله است.

 

جرم آنها در کره ای با عرض تنها ۲۰ کیلومتر (۱۲ مایل) بسته بندی شده است. در آن چگالی، پروتون ها و الکترون ها می توانند به نوترون ترکیب شوند. تنها چیزی که این توپ نوترونی را از فروپاشی به درون سیاهچاله باز می دارد، نیرویی است که برای اشغال همان حالات کوانتومی که تحت عنوان فشار انحطاط توصیف می شود، لازم است.

از برخی جهات این بدان معناست که ستارگان نوترونی رفتاری مشابه دارند. هسته های عظیم اتمی اما آنچه در این نقطه اوج اتفاق می‌افتد، جایی که نوترون‌ها ساختارهای عجیب و غریب را تشکیل می‌دهند یا به صورت سوپی از ذرات کوچک‌تر محو می‌شوند، به سختی می‌توان گفت.

PSR J0952-0607 قبلاً یکی از جالب‌ترین ستاره‌های نوترونی در شیری بود. مسیر. این چیزی است که به عنوان تپ اختر شناخته می شود – یک ستاره نوترونی که بسیار سریع می چرخد، با جت های تشعشعی که از قطب ها ساطع می شود. همانطور که ستاره می‌چرخد، این قطب‌ها مانند یک فانوس دریایی کیهانی از کنار ناظر (ما) عبور می‌کنند، به طوری که به نظر می‌رسد ستاره در حال تپش است.

این ستارگان می‌توانند بسیار سریع باشند، سرعت چرخش آنها در مقیاس میلی‌ثانیه. PSR J0952-0607 دومین تپ اختر سریع در کهکشان راه شیری است که ۷۰۷ بار در ثانیه می چرخد. (سریعترین فقط کمی سریعتر است، با نرخ چرخش ۷۱۶ بار در ثانیه.)

 

این همچنین چیزی است که به عنوان تپ‌اختر «بیوه سیاه» شناخته می‌شود. این ستاره در مداری نزدیک با یک همراه دوتایی قرار دارد – آنقدر نزدیک که میدان گرانشی عظیم آن مواد را از ستاره همراه می کشد. این ماده یک قرص برافزایشی را تشکیل می‌دهد که به اطراف می‌چرخد و به ستاره نوترونی تغذیه می‌کند، کمی مانند آب که در اطراف یک زهکش می‌چرخد. تکانه زاویه ای از قرص برافزایشی به ستاره منتقل می شود و باعث می شود سرعت چرخش آن افزایش یابد.

یک تیم به رهبری راجر رومانی اخترفیزیکدان از دانشگاه استنفورد می خواستند بفهمند چگونه PSR J0952-0607 در جدول زمانی قرار می گیرد. این فرآیند. ستاره همدم دوتایی کوچک است و کمتر از ۱۰ درصد جرم خورشید است. تیم تحقیقاتی مطالعات دقیقی روی سیستم و مدار آن انجام دادند و از آن اطلاعات برای به دست آوردن اندازه‌گیری دقیق و جدید برای تپ اختر استفاده کردند.

محاسبات آنها نتیجه‌ای معادل ۲.۳۵ برابر جرم خورشید را نشان داد. ۰.۱۷ جرم خورشید را بگیرید. با فرض یک ستاره نوترونی استاندارد با جرم شروع حدود ۱.۴ برابر جرم خورشید، به این معنی است که PSR J0952-0607 از همدم دوتایی خود به اندازه یک ماده خورشیدی فرو رفته است. این تیم می‌گوید که این اطلاعات واقعاً مهمی است که باید در مورد ستاره‌های نوترونی داشته باشیم.

“این برخی از قوی‌ترین محدودیت‌ها را در مورد خاصیت ماده در چندین برابر چگالی که در هسته‌های اتم مشاهده می‌شود، فراهم می‌کند. در واقع، بسیاری از آنها غیر از این هستند. مدل‌های رایج فیزیک ماده متراکم با این نتیجه کنار گذاشته می‌شوند،” رومانی توضیح داد.

“حداکثر جرم ستارگان نوترونی نشان می دهد که این ستاره مخلوطی از هسته ها و کوارک های بالا و پایین حل شده آنها است. راه به هسته. این بسیاری از حالت‌های ماده پیشنهادی را حذف می‌کند. ، به ویژه آنهایی که دارای ترکیب داخلی عجیب و غریب هستند.”

این باینری همچنین مکانیزمی را نشان می دهد که به موجب آن تپ اخترها، بدون همراهان باینری، می توانند نرخ چرخش میلی ثانیه ای داشته باشند. همراه J0952-0607 تقریباً از بین رفته است. هنگامی که به طور کامل بلعیده شود، تپ اختر (اگر از حد جرم بالایی منحرف نشود و بیشتر در یک سیاهچاله سقوط کند) سرعت چرخش فوق العاده سریع خود را برای مدتی طولانی حفظ می کند.

و تنها خواهد بود، درست مثل تمام تپ اخترهای میلی ثانیه ای جدا شده دیگر.

“همانطور که ستاره همراه تکامل می‌یابد و شروع به تبدیل شدن به یک غول سرخ می‌کند، مواد به سمت ستاره نوترونی می‌ریزد و ستاره نوترونی را به سمت بالا می‌چرخاند. با چرخش به سمت بالا، اکنون به طرز باورنکردنی انرژی می‌گیرد و باد می‌آید. ذرات از ستاره نوترونی شروع به بیرون آمدن می کنند. آن باد سپس به ستاره اهدا کننده برخورد می کند و شروع به جدا کردن مواد می کند، و با گذشت زمان، جرم ستاره اهداکننده به جرم یک سیاره کاهش می یابد، و اگر زمان بیشتری بگذرد، به طور کلی ناپدید می شود. a href=”https://news.berkeley.edu/2022/07/26/heaviest-neutron-star-to-date-is-a-black-widow-eating-its-mate/”>فیلیپنکو گفت.

“بنابراین، اینگونه بود که تپ اخترهای تک میلی ثانیه ای می توانستند تشکیل شوند. آنها در ابتدا تنها نبودند – آنها باید در یک جفت دوتایی قرار می گرفتند – اما آنها به تدریج همراهان خود را تبخیر کردند، و اکنون آنها تنها هستند.”

این تحقیق در منتشر شده است. نامه های مجله اخترفیزیک.

 

برچسب‌ها:

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.