迄今最大中子星？測算方法新進步，質量數值近上限

2023-03-31 07:49:28 1

中子星的最大質量極限？新發現的脈衝星可能從一個更精確的計算方法開始。天文學家

已經證實它可能是迄今為止發現的最大的中子星。

這是一顆名為J0740+6620的脈衝星，它的質量是太陽的2.14倍，根據脈衝發射的時間差，它的大小只有30公裡(約19英裡)。

相比之下，太陽的直徑為1，391，000公裡(約864，000英裡)

這些測量使J0740+6620成為第一顆在68%置信區間內質量超過太陽2倍的中子星，也使它非常接近去年根據引力波天文學計算的旋轉中子星質量的2.3倍的上限。

的發現加深了我們對這些極端天體上限的理解

顆中子星來自質量是太陽8到30倍的恆星當它們死亡時，這些恆星通過一系列熱核爆炸將外層物質噴射到天空，並將所有剩餘的可用物質碎片融合到剩餘的內核中。

來源:eurekalert

一旦內核完全融合成一個鐵芯，維持它的壓力將迅速下降，然後內核將分解，壓縮中子，直到它們充滿儘可能小的空間。由此產生的天體與原子核具有相同的密度。

來源:zmescience

這與黑洞的形成過程非常相似，只是黑洞的質量更大。然而，所有探測到的黑洞都大於太陽質量的5倍。中子星的質量上限和黑洞的質量下限之間存在著什麼樣的

仍然是一個謎——但是一顆如此大質量的中子星將會對這個難題的解決有所啟發。天文學家

非常熟練地計算了J0740+6620的質量——這取決於從地球上觀察到的恆星的屬性和方向。

J0740+6620是毫秒脈衝星，距離地球約4500光年這意味著它以驚人的速度和角度旋轉，使得它能夠在每一次旋轉中以毫秒級的速度將磁極發出的強無線電波射向地球。

脈衝的規律性可以應用於許多方面，但當它們表現出弱不規則性時，也有相當大的研究價值。

資料來源:公共廣播教育

脈衝星存在於雙星系統中，它的伴星是一顆白矮星。這給了我們這個難題的第二個難題:雙星系統以其邊緣面向地球，導致白矮星從我們和脈衝星之間穿過——這種現象被稱為「交叉」。

由維吉尼亞大學國家無線電天文臺的唐·福柯·克羅馬蒂領導的天文小組通過白矮星的重力對中子星的脈動規律造成的輕微幹擾來測量中子星的質量。

這種幹擾稱為夏皮羅時間延遲(如上圖所示)。當脈衝星發出的光被白矮星的重力彎曲時，這種擾動就會發生，當白矮星與脈衝星分離時，這種光到達地球需要更長的時間。但是擾動實際上非常小——時差只有百分之一秒。

cromartie和她的團隊結合了五年有價值的研究數據和兩次特殊觀察活動的結果，最終確定了延遲的確切時間這使他們能夠計算白矮星在空間和時間上的曲率，從而估計白矮星的質量

一旦知道雙星系統中一個天體的質量，計算另一個天體的質量就非常簡單——在68.3%的置信區間內，它由公式2.14+0 . 100 . 09m≠計算

我們真的不知道中子星有多大。通常引用的數字是太陽質量的3倍，但實際上沒有發現質量超過太陽2.5倍的中子星。在

之前，最大的中子星可能是PSR J2215+5135，鎂線測量到的脈衝星質量大約是太陽質量的2.27倍。或者PSR B1957+20，光譜估計徑向速度，然後估計中子星的質量是太陽的2.4倍然而，該小組指出，這兩種方法的準確性和可靠性不如無線電時間法。

還有一顆稍小的中子星PSR J0348+0432，大約是太陽質量的2.01倍，這也是用夏皮羅時間延遲法測量的。

不管新發現的脈衝星是否是迄今為止最大的中子星，對它的研究無疑將使我們對這些神秘的恆星有更多的了解。

蟹狀星雲的視覺合成和X射線圖像顯示了其脈衝星中子星的強磁場和物質引起的周圍星雲的能量變化。中子星是超新星爆炸的殘留物。來源:簡單維基百科

「中子星既神秘又迷人，」克羅馬蒂說。

「這些只有城市大小的天體實際上是巨大的原子核。」它們的質量如此之好，以至於它們內部有一些奇怪的特徵。找到物理和自然允許的最大質量極限可以幫助我們理解這個領域和天體物理學中其他未知領域的許多問題。"

參考

1。WJ百科全書

2。天文名詞

3。艾麗卡-米歇爾斯塔爾

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