Teadlased on oma parima tulemuse saanud veel neutronitähe suuruse ja sisalduse osas - ülitihe objekt, mis sisaldab kõige imelikumaid ja haruldasemaid aineid Universumis.
See mõõtmine võib viia looduse ehitusplokkide - prootonite, neutronite ja nende koostisosade kvarkide - parema mõistmiseni, kuna need on neutronitähe sees tihendatud tiheduseni, mis on triljonite korda suurem kui Maa peal.
NASA Goddardi kosmoselennukeskuse dr Tod Strohmayer (Greenbelt, USA) ja tema kolleeg Adam Arlarona ülikooli abiturient Adam Villarreal tutvustavad neid tulemusi täna New Orleansis toimunud veebipõhisel pressikonverentsil New Orleansis. Ameerika astronoomiaühingu kõrge energia astrofüüsika osakond.
Nad ütlesid, et nende parim hinnang neutronitähe raadiusele on 7 miili (11,5 kilomeetrit), pluss või miinus jalutuskäik Prantsuse kvartali ümber. Mass näib olevat 1,75 korda suurem kui Päike, massilisem, kui mõned teooriad ennustavad. Nad tegid oma mõõtmised NASA Rossi röntgenikiirguse ajauurija abil ja arhiivisid röntgeniandmeid
Kaua otsitud massiraadiuse suhe määratleb neutronitähe sisemise tiheduse ja rõhusuhte, nn olekuvõrrandi. Ja see omakorda määrab, milline aine võib neutronitähe sees eksisteerida. Sisu pakub olulist testi teooriatele, mis kirjeldavad mateeria ja energia põhiolemust ja tuuma interaktsioonide tugevust.
"Me tahaksime tõesti saada oma käed neutronitähe keskel asuvate asjadega," ütles Strohmayer. „Aga kuna me ei saa seda teha, on see järgmine parim asi. Neutronitäht on kosmiline laboratoorium ja see on ainus võimalus näha sellisel määral kokkusurutud aine mõjusid. ”
Neutronitäht on Päikesest kord suurema tähe tuumajäägid. Interjöör sisaldab ainet jõudude all, mis võib-olla eksisteeris Suure Paugu ajal, kuid mida Maal ei saa dubleerida. Tänases teadaandes olev neutronitäht on osa binaarsest tähesüsteemist nimega EXO 0748-676, mis asub Volani või Lendavate kalade tähtkujus umbes 30 000 valgusaasta kaugusel ja on nähtav lõunataevas suure tagaaia teleskoobiga.
Selles süsteemis sulandub normaalsest kaaslasest tähelt saadud gaas neutronitähe juurde, mida tõmbab raskusjõud. See käivitab termo tuumaplahvatused neutrontähe pinnal, mis seda piirkonda valgustavad. Sellised pursked näitavad sageli neutronitähe pöörlemiskiirust kiirgava röntgenvalguse virvenduse kaudu, mida nimetatakse purunemisoskuseks. (Kunstniku selle protsessi kontseptsiooni leiate punktidest 1–6. Filmi ja üksikasjaliku pealdise leiate paremal asuvast sinisest veerust.)
Teadlased tuvastasid 45-hertsise purske võnkesageduse, mis vastab neutronitähe pöörlemissagedusele 45 korda sekundis. See on neutrontähtede rahulik tempo, mida sageli nähakse pöörlemas üle 300 korra sekundis.
Järgmisena kasutasid teadlased EXO 0748-676 vaatlusi Euroopa Kosmoseagentuuri satelliidiga XMM-Newton 2002. aastast, mida juhtis dr Jean Cottam NASA Goddardist. Cottami meeskond oli tuvastanud kuuma gaasi eraldatud spektraaljooned, sarnanedes kardiogrammi joontega. Neil joontel oli kaks omadust. Esiteks olid nad Doppleri nihutatud. See tähendab, et tuvastatud energia oli neutronitähe ümber tiirleva valguse keskmine, liikudes meist eemale ja seejärel meie poole. Teiseks, jooned olid gravitatsiooniliselt punaselt nihutatud. See tähendab, et gravitatsioon tõmbas valgust, kui see üritas piirkonnast põgeneda, varastades natuke oma energiat.
Strohmayer ja Villarreal leidsid, et 45-hertsine sagedus ja Doppleri nihutamisel täheldatud joonelaiused vastavad neutronitähe raadiusele vahemikus 9,5–15 kilomeetrit, parima hinnangu kohaselt 11,5 kilomeetrit. Lõhkemissageduse, Doppleri nihke ja raadiuse suhe on selline, et tähe pinna kohal tiirleva gaasi kiirus sõltub tähe raadiusest ja selle pöörlemiskiirusest. Sisuliselt vastab kiirem spinn laiemale spektrijoonele (tehnika, mis sarnaneb sellele, kuidas riigireetur saab kiiruseületamisega autosid tuvastada).
Cottam meeskonna gravitatsiooniline punanihke mõõtmine pakkus massi raadiuse suhte esimest mõõtmist, ehkki ilma massi ja raadiust teadmata. Seda seetõttu, et punanihkeaste (raskusjõud) sõltub neutronitähe massist ja raadiusest. Mõned teadlased olid selle mõõtmise kahtluse alla seadnud, kuna tuvastatud spektrijooned tundusid liiga kitsad. Uued tulemused tugevdavad Cottami meeskonna spektraaljoonte (ja seega ka massi ja raadiuse suhet) gravitatsioonilises punases nihkes, kuna aeglasemalt pöörlev täht võib hõlpsasti tekitada sellised suhteliselt kitsad jooned.
Niisiis, olles veelgi kindlamad massi ja raadiuse suhte suhtes ning teades nüüd raadiust, oskasid teadlased välja arvutada neutrontähe massi. Väärtus oli vahemikus 1,5 kuni 2,3 päikesemassi, kõige parem hinnang 1,75 päikesemassi kohta.
Tulemus toetab teooriat, mille kohaselt on EXO 0748-676 neutronitähes olev aine nii tihedalt pakendatud, et peaaegu kõik prootonid ja elektronid pigistatakse neutroniteks, mis keerduvad supervedelikuna, vedelikuna, mis voolab ilma hõõrdumiseta. Kuid asi pole nii tihedalt pakitud, et kvargid vabaneksid, nn kvarkitäht.
"Meie tulemused on tõesti hakanud suruma oleku neutrontähe võrrandit," ütles Villareal. "Tundub, et olekuvõrrandid, mis ennustavad kas väga suuri või väga väikeseid tähti, on peaaegu välistatud. Võib-olla põnevam on see, et meil on nüüd vaatlustehnika, mis peaks võimaldama meil mõõta massiraadiuse suhteid teistes neutronitähtedes. ”
Kavandatud NASA missioon, mida nimetatakse röntgenikiirguse observatooriumiks, oleks võimeline selliseid mõõtmisi tegema, kuid palju suurema täpsusega, paljude neutrontähesüsteemide jaoks.
Algne allikas: NASA pressiteade
