Sekalaiset

Neutronitähtien yhdistäminen valaisee perusasiaa

Neutronitähtien yhdistäminen valaisee perusasiaa

Johtavat tutkijat ovat jakaneet laskelmansa siitä, miltä kahden gravitaatioaallossa sulautuvan neutronitähden vaiheen allekirjoitus näyttäisi. Kahden sulautuvan neutronitähden gravitaatioaaltojen mittaaminen tarjoaa mahdollisuuden vastata taustalla oleviin kysymyksiin aineen rakenteesta.

KATSO MYÖS: NOPEASTI JÄÄHDYTETTÄVÄT NEUTRONITÄHTEET POISTA LÄMPÖ TURVAMALLA NEUTRINOJA

Tutkijat uskovat, että tällainen sulautuminen aiheuttaisi erittäin korkeita lämpötiloja ja tiheyksiä, että vaihesiirtymä, jossa neutronit liukenevat ainesosiinsa: kvarkit ja gluonit ovat todennäköisiä. Tällaiseen tapahtumaan perustuvat laskelmat ovat esittäneet tutkimusryhmät Frankfurtin, Darmstadtin ja Ohion tutkimusryhmistä (Goethen yliopisto / FIAS / GSI / Kentin yliopisto) sekä Darmstadtista ja Wroclawista (GSI / Wroclawin yliopisto) ja julkaisseet julkaisussa Physical Review Letters.

Kvarkit menevät yksin

Kvarkeja ei koskaan havaita yksin luonnossa. Aineen peruselementit ovat aina tiukasti sidottuja protonien ja neutronien sisään. Kuitenkin neutronitähdillä, joiden massa on yhtä paljon kuin aurinko, mutta fyysinen koko on yhtä pieni kuin Frankfurtin kaltainen kaupunki, on ydin niin tiheä, että siirtyminen neutroniaineesta kvarkkiaineeseen voi tapahtua.

Fyysikot tuntevat vaihesiirtymän, tapahtuma on pääsääntöisesti mahdollista, kun sulautuvat neutronitähdet tulevat yhteen ja muodostavat objektin, jonka tiheydet ylittävät atomiytimien tiheyden ja joiden lämpötila on 10000 kertaa korkeampi kuin Auringon ytimessä.

Aaltosignaalin poikkeama loitsuu isompia asioita

Tutkijat ehdottavat, että neutronitähtien yhdistämisen aiheuttamien gravitaatioaaltojen mittaus voisi toimia ulkoisten avaruusvaiheiden lähettäjänä. Tutkimusryhmät laskivat supertietokoneiden avulla, miltä tämä allekirjoitus voisi näyttää.

"Einstein-yhtälöiden avulla pystyimme ensimmäistä kertaa osoittamaan, että tämä hienovarainen muutos rakenteessa tuottaa poikkeaman gravitaatioaaltosignaalista, kunnes vasta muodostunut massiivinen neutronitähti romahtaa oman painonsa alla muodostaen mustan reikä ", kertoo Luciano Rezzolla, joka on Goethen yliopiston teoreettisen astrofysiikan professori.

Fyysikot odottavat parempaa tekniikkaa

Tohtori Andreas Bauswein GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschungista Darmstadtista havaitsi, että heidän tietokonemalleissaan vaihemuutos tapahtuu jo heti sulautumisen jälkeen - kvarkkiaineen ydin muodostuu keskeisen objektin sisätilaan.

"Onnistuimme osoittamaan, että tässä tapauksessa gravitaatioaaltosignaalin taajuus muuttuu selvästi", Bauswein sanoo.

"Siksi tunnistimme mitattavan kriteerin vaihesiirtymälle neutronitähtien sulautumien gravitaatioaalloissa tulevaisuudessa." Kaikkia gravitaatioaaltosignaaleja ei voida mitata nykyisellä tekniikalla.

On kuitenkin odotettavissa, että niistä tulee havaittavissa tekniikan kehittyessä. Lisäkokeita on suunniteltu vastaamaan muihin kysymyksiin kvarkkiaineesta. Yksi näistä sisältää raskaiden ionien törmäämisen GSI: n nykyisessä HADES-kokoonpanossa ja tulevassa CBM-ilmaisimessa Antiproton and Ion Research -laitoksessa (FAIR).


Katso video: Tähtitaivas nyt: Helmikuu 2020 (Tammikuu 2022).