一塊中子星方糖等於一座珠穆朗瑪峰!中子星到底多重?
2023-03-31 12:04:05 2
中子星有多大?就恆星物體而言,這些密度極高的塌縮恆星實際上相當小。但是不要低估它們,它們的質量相當於一顆完整大小的恆星,因為它們的密度太高,僅次於黑洞。科學家們經常將它們的大小與一個大中型城市的寬度相比較。但是中子星的直徑是多少?這是一個籠罩在濃霧中的科學界的問題!
199年以來,天文學家一直認為中子星的直徑在19到27公裡之間。考慮到中子星的距離和特徵,這樣的數據實際上是相當精確的,但是科學家們一直試圖將其縮小到一個更精確的測量範圍。幸運的是,一個國際研究小組已經這樣做了據了解,馬克斯·普朗克重力物理研究所和阿爾伯特·愛因斯坦研究所的成員使用了來自幾個不同望遠鏡和天文臺的數據,將中子星的大小範圍縮小了兩倍。
「我們發現一顆典型的中子星大約是太陽重量的1.4倍,半徑約為11公裡,」德國漢諾瓦研究所研究小組的負責人巴德裡·克裡希南說。「我們的結果將半徑限制在10.4到11.9公裡「也就是說,它的直徑在20.8-23.8公裡(13-14.8英裡)之間
團隊的研究對象是一顆雙星。2017年,LIGO(雷射幹涉引力波觀測站)和處女座聯盟探測到了雙星合併產生的引力波這個物體已經被許多望遠鏡研究過很多次,包括費米衛星、哈勃太空望遠鏡和世界各地的其他望遠鏡和天文臺。所有這些觀察為馬克斯·普朗克團隊提供了大量數據。
「雙星合併是主要信息來源!」柏林·卡帕諾說他是漢諾瓦研究所的研究員。"中子星含有哈勃體積中密度最大的物質."通過測量這些物體的性質,我們理解了在亞原子水平上支配物質的基本物理原理。「
中子星的能量
中子星是在大質量恆星耗盡燃料並坍縮時形成的。恆星的中心區域,核心,塌縮,將每個質子和電子擠壓成中子如果塌縮恆星的核心質量是太陽質量的1到3倍,這些新產生的中子可以阻止塌縮,留下一顆中子星,而質量較大的恆星將繼續塌縮成質量較大的黑洞。
但是坍縮成中子星產生了已知密度最高的物體-類似地,一個太陽質量的物體被擠壓成一個城市大小你可能聽說過另一個相當戲劇性的比較,那就是地球上中子星物質的方糖的重量大約是1萬億公斤(或10億噸)——相當於珠穆朗瑪峰的重量。
因此,研究小組使用了一個基於對亞原子粒子如何在中子星內部以高密度相互作用的基本理解的模型。但是既然其他恆星的大小可以相差很大,中子星的大小難道不能改變嗎?首先,讓我們澄清一下,這項研究中引用的半徑是質量是太陽1.4倍的中子星的半徑。
"這是文獻中常用的參考質量,因為在雙星中觀察到的幾乎所有中子星的質量都接近這個值。我們可以用觀察到的數據來估計質量是太陽1.4倍的中子星的半徑,因為我們預計幾乎所有的中子星都是由相同的物質組成的。然而,對於其他「普通」恆星來說,它們的質量和半徑之間的關係取決於許多變量,例如恆星核心融合的元素
無論如何,中子星的質量又一次降低到一個區間,這表明科學家的研究是富有成果的,我們正在逐步揭開中子星的神秘面紗!