Všeobecné

Rýchlo ochladzujúce neutrónové hviezdy odstraňujú teplo vylučovaním neutrónov


V novom dokumente publikovanom v časopise Physical Review Letters astrofyzici uvádzajú nové dôkazy o tom, že neutrónové hviezdy môžu rýchlo odstraňovať teplo vylučovaním subatomárnych častíc nazývaných neutrína.

Neutrónové hviezdy, o ktorých sa predpokladá, že sú výsledkom gravitačného kolapsu hmotnej hviezdy po výbuchu supernovy, sú nebeské objekty veľmi malého polomeru a veľmi vysokej hmotnosti od 1,4 do 3 slnečných hmôt.

Analýza röntgenových emisií

Vedci skúmajú, ako neutrónové hviezdy odstraňujú teplo, aby pochopili, ako sa chová hmota v podmienkach extrémnej vysokej hustoty a teplôt. Profesor fyziky a astronómie na Michiganskej štátnej univerzite Edward Brown a jeho spoluautori skúmali históriu ochladzovania neutrónovej hviezdy, ktorá žne svoju susednú hviezdu, analýzou jej röntgenových emisií v obdobiach, ktoré nasledovali po dvoch obdobiach rtg. lúčové výbuchy alebo kŕmenie, ktoré sa končia v rokoch 2001 a 2016.

„Pozorovania tepelnej relaxácie kôry neutrónových hviezd po 2,5 roku narastania nám umožňujú merať energiu uloženú do jadra počas narastania, ktorá je potom znovu reradiovaná ako neutrína, a odvodiť teplotu jadra,“ uvádza sa v príspevku. Tím astrofyzikov zistil nikdy predtým nepozorovaný mechanizmus rýchleho chladenia neutrín nazývaný priamy proces Urca.

Prvý dôkaz rýchleho chladenia

Toto je prvý dôkaz vedcov o rýchlejšom ochladzovaní. Predchádzajúce štúdie ukázali, že neutrónové hviezdy emitujú neutrína, aby sa ochladili pomaly, ale nikdy nie takým rýchlym tempom.

Brown pre Science News uviedol, že neutrína pozorovali „unesenú energiu asi 10-krát rýchlejšiu, než je rýchlosť vyžarovaná slnečným svetlom - alebo asi stokrát miliónkrát rýchlejšia ako pomalý proces“. Študovaná hviezda sa nachádza približne 35 000 svetelných rokov od Zeme.

Astrofyzik James Lattimer z univerzity Stony Brook v New Yorku, ktorý nie je zapojený do výskumu, uviedol, že hoci náznaky tohto správania boli zaznamenané už skôr, „ide v podstate o prvý objekt, pri ktorom môžeme vidieť hviezdu aktívne sa ochladzovať pred našimi očami. “

Energia mizne

Priamy proces Urca pomenovali fyzici George Gamow a Mário Schenberg počas návštevy bývalého kasína Urca v Riu de Janeiro. Schenberg údajne uviedol, že „energia zmizne v jadre supernovy tak rýchlo, ako zmizli peniaze pri tom ruletovom stole“.

Proces Urca popísal Oxford Reference ako „cyklus jadrových reakcií, pri ktorom je elektrón absorbovaný jadrom a následne je znovu emitovaný ako beta častica (rýchly elektrón) za vzniku páru neutrín - antineutrino. Tento proces nemení zloženie jadra, ale odstraňuje z neho energiu vo forme neutrína a antineutrína. “

"Neutríno je zlodej; oberá energiu z hviezdy, “vysvetlila fyzikka Madappa Prakash z Ohio University v Aténach, ktorá nie je zapojená do výskumu. Proces môže nastať, iba ak množstvo protónov v strede neutrónovej hviezdy predstavuje viac ako 10%.

Štúdia je veľmi dôležitá pre pochopenie ultradense hmoty nachádzajúcej sa v strede neutrónových hviezd. „Takéto výsledky poskytnú dôležité kontroly konzistencie pre modely s hustou hmotou. Protónová frakcia môže navyše poskytovať informácie o energii jadrovej symetrie, najmä o jej závislosti na hustote, “napísal Lattimer v časopise Physics.


Pozri si video: Jak funguje vesmír II 3 Planety z pekla (Január 2022).