Tento rekordný pulzar „Black Widow“ je najhmotnejšou neutrónovou hviezdou, aká bola kedy objavená

Jedna z najextrémnejších hviezd v Mliečnej dráhe je stále zvláštna.

Vedci zmerali hmotnosť neutrónovej hviezdy s názvom PSR J0952-0607 a zistili, že ide o najhmotnejšiu neutrónovú hviezdu, aká bola kedy objavená, s hmotnosťou 2,35-násobku hmotnosti Slnka.

Ak je to pravda, je veľmi blízko teoretickému hornému limitu hmotnosti asi 2,3 hmotnosti Slnka Pre neutrónové hviezdyTieto ultrahusté hviezdy predstavujú vynikajúce laboratórium na štúdium toho, čo si myslíme, že je na pokraji kolapsu, v nádeji, že lepšie pochopíme zvláštny kvantový stav hmoty, z ktorej sú vyrobené.

„Približne vieme, ako sa hmota správa pri atómovej hustote, napríklad v jadre atómu uránu,“ Povedal astrofyzik Alex Filipenko Kalifornská univerzita, Berkeley.

„Neutrónová hviezda je ako obrovské jadro, ale keď máte jeden a pol slnečnej hmotnosti tohto materiálu, čo je asi 500 000 hmotností Zeme jadier, ktoré sú všetky zlepené, nie je to až také zrejmé. Takto sa budú správať.“ „

Neutrónové hviezdy sú zrútené jadrá masívnych hviezd, ktoré mali asi 8 až 30-násobok hmotnosti Slnka predtým, ako sa stali supernovou a väčšinu svojej hmoty vyhodili do vesmíru.

Tieto jadrá, ktorých hmotnosť je približne 1,5-násobok hmotnosti Slnka, patria medzi najhustejšie objekty vo vesmíre; jediná vec je hustá a čierna diera,

Ich hmotnosť je nahustená iba na ploche 20 kilometrov (12 míľ) alebo viac; Pri tejto hustote sa protóny a elektróny môžu spájať do neutrónov. Jediná vec, ktorá bráni tomu, aby sa táto guľa neutrónov zrútila do čiernej diery, je sila, ktorá by ich priviedla k tomu, aby obsadili identické kvantové stavy, opísané ako degeneračný tlak.

V niektorých ohľadoch to znamená, že neutrónové hviezdy sa správajú ako masívne atómové jadrá. Čo sa však stane v tomto bode zlomu, keď neutróny vytvárajú exotické štruktúry alebo sa rozmazávajú do polievky drobných častíc, je ťažké povedať.

PSR J0952-0607 už bola jednou z najzaujímavejších neutrónových hviezd v Mliečnej dráhe. Je známy ako pulzar – neutrónová hviezda, ktorá sa veľmi rýchlo otáča, pričom z pólov vychádzajú prúdy žiarenia. Keď sa hviezda točí, tieto póly sa vzďaľujú od pozorovateľa (nás) ako kozmický maják, takže hviezda vyzerá, že pulzuje.

Tieto hviezdy môžu byť extrémne rýchle s rýchlosťou rotácie v rozsahu milisekúnd. PSR J0952-0607 je druhý najrýchlejší pulzar v Mliečnej dráhe, ktorý robí ohromujúce rotácie 707-krát za sekundu. (Najrýchlejší je len o niečo rýchlejší, ktorého rýchlosť otáčania 716-krát za sekundu,

Je tiež známy ako pulzar „Čierna vdova“. Hviezda je na tesnej obežnej dráhe s binárnym spoločníkom – tak blízko, že jej obrovské gravitačné pole ťahá materiál zo sprievodnej hviezdy. Tento materiál tvorí akrečný disk, ktorý sa točí a vypĺňa neutrónovú hviezdu, podobne ako voda víriaca okolo potoka. Moment hybnosti z akrečného disku sa prenáša na hviezdu, čím sa zvyšuje jej rýchlosť otáčania.

Tím pod vedením astrofyzika zo Stanfordskej univerzity Rogera Romaniho chcel lepšie pochopiť, ako PSR J0952-0607 zapadá do časovej osi tohto procesu. Dvojhviezdna spoločná hviezda je malá a obsahuje menej ako 10 percent hmotnosti Slnka. Výskumný tím starostlivo študoval systém a jeho obežnú dráhu a použil tieto informácie na odvodenie nového presného merania pulzaru.

Jeho výpočty poskytli výsledok 2,35-násobku hmotnosti Slnka, teda 0,17 hmotnosti Slnka. Za predpokladu, že štandardná neutrónová hviezda začína s hmotnosťou približne 1,4-násobku hmotnosti Slnka, znamená to, že PSR J0952-0607 zredukoval množstvo hmoty celého Slnka od svojho binárneho spoločníka. Toto je podľa tímu skutočne dôležitá informácia o neutrónových hviezdach.

„To poskytuje niektoré z najsilnejších obmedzení vlastností hmoty v rôznych hustotách pozorovaných v atómových jadrách. V skutočnosti je z tohto výsledku vylúčených mnoho ďalších populárnych modelov fyziky hustej hmoty,“ Rómsky vysvetlil,

„Vysoká maximálna hmotnosť pre neutrónové hviezdy naznačuje, že ide o zmes jadier a ich rozpustených kvarkov hore a dole až po jadro. To nezahŕňa veľa navrhovaných stavy hmotynajmä tí s cudzími vnútornými štruktúrami.“

Binárne tiež ukazuje mechanizmus, ktorým Pulsar, bez binárnych rovesníkov, môže mať rýchlosť rotácie v milisekundách. Spoločník J0952-0607 je takmer preč; Akonáhle sa úplne spotrebuje, pulzar (ak neprekročí hornú hranicu hmotnosti a zrúti sa ďalej do čiernej diery) si nejaký čas udrží svoju extrémne vysokú rýchlosť rotácie.

A bude sám, rovnako ako všetky tie rôzne milisekúndové pulzary.

„Ako sa spoločná hviezda vyvíja a začína formovať červeného obra, materiál expanduje na neutrónovú hviezdu a tá neutrónová hviezda expanduje. Otáčaním sa teraz stáva neuveriteľne aktívnou a častice z neutrónového vetra hviezdy A začínajú Ten vietor potom zasiahne donorovú hviezdu a začne oddeľovať materiál a časom sa hmotnosť darcovskej hviezdy zníži na hmotnosť planéty, a ak ešte viac Čas plynie, úplne zmizne.“ povedal Filipenko,

„Takže takto môžu byť vytvorené osamelé milisekundové pulzary. Na začiatku neboli sami – museli byť v binárnom páre – ale pomaly sa vyparili k svojim rovesníkom a teraz sú sami.“

výskum bol publikovaný v The Astrophysical Journal Letters,