Читайте AstroNews в Яндекс.ДзенКруто!
4921
14
Космические пралине? Раскрыта общая структура нейтронной звезды
До сих пор мало что известно о недрах нейтронных звезд, чрезвычайно компактных объектов, которые образуются после смерти звезды. Масса, соизмеримая с нашим солнцем или больше, сжимается в сферу диаметром с крупный город. С момента их открытия более 60 лет назад ученые пытались изучить их структуру.
Самой большой проблемой является моделирование экстремальных условий внутри нейтронных звезд, поскольку их вряд ли можно воссоздать в лаборатории на Земле. Поэтому существует множество моделей, в которых различные свойства — от плотности до температуры — описываются с помощью так называемых уравнений состояния. Эти уравнения пытаются описать структуру нейтронных звезд от звездной поверхности до внутреннего ядра.
Однако физикам из Университета Гёте во Франкфурте удалось добавить к головоломке несколько важных кусочков. Рабочая группа под руководством профессора Лучано Резоллы из Института теоретической физики разработала более миллиона различных уравнений состояния, которые удовлетворяют все ограничения установленные данными, полученными как из теоретической ядерной физики, так и из астрономических наблюдений. Их работа опубликована в The Astrophysical Journal Letters.
Оценивая уравнения состояния, рабочая группа сделала неожиданное открытие: «легкие» нейтронные звезды (с массой менее примерно 1,7 массы Солнца), по-видимому, имеют мягкую мантию и жесткое ядро, тогда как «тяжелые» нейтронные звезды (с массами более 1,7 массы Солнца) вместо этого имеют жесткую мантию и мягкое ядро.
«Этот результат очень интересен, потому что он дает нам прямую меру того, насколько сжимаемым может быть ядро нейтронных звезд, — говорит профессор Лучано Резолла. — Нейтронные звезды, по-видимому, ведут себя немного как шоколадные конфеты: фундук в центре, окруженный мягким шоколадом в одном случае, конфеты с твердым слоем шоколада мягкой начинкой в другом».
Решающее значение для этой находки имела скорость звука, которую изучал студент бакалавриата Синан Алтипармак. Эта количественная мера описывает, насколько быстро звуковые волны распространяются внутри объекта, и зависит от того, насколько жесткой или мягкой является материя. Здесь, на Земле, скорость звука используется для исследования недр планеты и обнаружения месторождений нефти.
Смоделировав уравнения состояния, физики также смогли раскрыть другие ранее необъяснимые свойства нейтронных звезд. Например, вне зависимости от их массы, они, как правило, имеют радиус всего 12 км. Таким образом, их диаметр соизмерим с Франкфуртом, родным городом Университета Гёте.
Автор исследования доктор Кристиан Экер объясняет: «Наше обширное численное исследование позволяет нам не только делать прогнозы радиусов и максимальных масс нейтронных звезд, но и устанавливать новые ограничения на их деформируемость в двойных системах или насколько сильно они искажают друг друга через свои гравитационные поля. Эти идеи станут особенно важными для точного определения еще неизвестного уравнения состояния с будущими астрономическими наблюдениями и обнаружением гравитационных волн от сливающихся звезд».
(Добавил: ProM)
к последнему комментарию
Круто!
Так называемая НЗ это, банальные процессы происходящие в нутро Отцовского контура угасающей(угасшей) звезды. И/или поведение быстрорастущего "эмбриона" (НЗ), будущей звезды. /ятд/
Хорошая статья. Если вспомнить, что образование НЗ это промежуточный процесс к образованию ЧД, то так и до структуры центральных объектов ЧД (сингулярности) докопаться можно.
А плотность разных НЗ в самом деле разная от 10^15 до 10^17 и зависит от массы НЗ. Объясняется это структурой (симпльной моделью) нейтронов (и протонов) – см. мою аватарку. Если в ядрах разные нуклоны собираются в цепочки с изломом соосности, закручиваясь в рогалик или клубок, то в НЗ все нейтроны собираются в блоки соосно. Эти блоки прижимаются друг к другу, и в зависимости от силы сжатия (массы НЗ) наружные веера соседних нейтронов могут входить друг в друга, уменьшая суммарный объём НЗ, т.е. повышая её плотность.
При превышении критической массы НЗ бублики симплов нейтронов начинают лопаться и объединяются в два супербулика с разными электрическими зарядами, образовав сдвоенный супербублик с плотностью всего-навсего 10^19. Это и есть центральный объект (сингулярность) всех видов ЧД. Если всё массу Вселенной собрать в такой объект, его диаметр получится равным 8,5 млн. км (6% астрономической единицы).
viktorchibis, когда речь идёт о массе Вселенной, то надо добавлять "видимой части" :-))
И она, видимая часть без ТМ, при плотности10^19 кг/м^3 уместится в радиусе ~170 млн км (118% а.е.).
Это ТМ с ТЭ в 118, а барионка в 6. Но если учесть магнитное поле...
Leonid, я брал массу видимой Вселенной = 1E+53 кг (Вики-2021 считал её ч/з критическую плотность и утверждал, что это с ТМ и ТЭ), плотность симплов (и суперсимплов) = 3,77E+22 кг/м3, и получил радиус шара (экстраполирующего тор с минимальным отверстием) = 8,5 млн. км. Диаметр будет соответственно 17 млн. км. Сегодня Вики-2022 считает массу видимой Вселенной через плотность обычной материи, измеренной Планком, и получает 1,46Е+53 кг. С ТМ получается примерно в 6 раз больше, т.е. примерно 1Е+54 кг. Умные люди пишут – «исследователями предлагаются разные методики вычисления массы Вселенной, причем разброс получаемых результатов составляет несколько порядков».
.
PS: ТЭ по модели КСТ к массе Вселенной не имеет никакого отношения, это энергия электростатического давления (расталкивания) Вселенной, связанная с избытком симплов с отрицательным зарядом, равномерно распределённых по всему объёму Вселенной.
viktorchibis, вики, как источником информации не пользуюсь :-)
Предпочитаю собственные расчёты (на этот раз не "в уме", но на калькуляторе):
13,8 млрд лет назад вселенная представляла равновесную смесь излучения и материи, на каждый протон (нейтрон) приходилось по миллиарду фотонов. Сегодня в районе Солнечной системы в каждом кубическом метре находится ~500000000 фотонов того излучения, соответственно 0.5 протона (нейтрона). За 13,8 млрд лет вселенная расширилась в 2,718 раза, объём увеличился в е^3=~20 раз. Плотность 13,8 млрд лет назад была 0,5*20 = 10 протонов/м^3. При радиусе 13,8 млрд световых лет (1,3E+26 м) объёмом 9,3E+78 м^3 получится 9,3E+79 штук барионов и масса их 1,6E+53 кг (что близко к вики). Эти килограммы при заявленной плотности 10^19 кг/м^3 займут объём 1,6E+34 м^3, т.е. шарик радиусом 1,6E+11 м или 1,04E+00 а.е.
ПС
Артемида таки взлетела!
В новости есть и шоколадные конфеты, и к чему-то Франкфурт. Решен миллион уравнений состояния вещества. Сделан вывод о твердой мантии и жидком ядре и наоборот, жидкой мантии и твердом ядре. Пора делать заявку на стандарт вещества Нейтронной звезды
Успешного приводнения Артемиде (только бы не в Черное море, а то поналетят и понаприплывают).
.
Leonid, спасибо за плотность протонов при БВ → 0,5*20 = 10 протонов/м^3 (я понимаю, что это вместе с нейтронами, т.е. по КСТ это начальная плотность реликтовых нейтронов). В каждом РН 250 симплов. Значит в каждом кубическом метре пространства при БВ образовывалось 2500 симплов для РН. Плюс примерно 15000 симплов для ТМ. Получается 1 симпл на 57 см3 (кубик со стороной 4 см). Жиденько.
Я, конечно же, не верю во все эти компьютерные "открытия". Ну да ладно, пусть дальше раскрывают.
ostman, поддерживаю!
То день-через день новости в стиле "теперь не так, как считалось ранее", много чего наука не знает, не понимают, то вдруг нейтронные звёзды вскрыли! Пополам разрезали, держите, говорят, не обляпайтесь, там жидкое внутри 🤣
Ну да, ну да.
Интересно. Меньше 1,7 "черный низ, белый верх", а больше 1.7 - наоборот. А какая структура при ровно 1,7?
А структура при ровно 1,7 в чёрно-белую полосочку, на картинке слева изображена начальная стадия :-))
Вспоминаю свой давний комментарий о том,что вероятно бывают вывернутые планеты.
