중성자 별은 얼마나 큽니까? 이 극도로 조밀하게 붕괴 된이 별들은 별의 대상에 관한 한 상당히 작습니다. 몇 년 동안 천문학 자들은 19-27km (12-17 마일) 사이의 중성자 별을 pe습니다. 중성자 별의 거리와 특성을 고려할 때 이것은 실제로 매우 정확합니다. 그러나 천문학 자들은 그것을 균등하게 좁히기 위해 노력해 왔습니다 더 정확한 측정.
국제 연구팀이 이제 그 일을했습니다. 앨버트 아인슈타인 연구소 (Albert Einstein Institute, AEI)는 맥스 플랑크 중력 물리 연구소의 여러 망원경과 관측소의 데이터를 이용하여 중성자 별의 크기 추정치를 2 배로 좁혔습니다.
AEI 하노버의 연구팀을 이끌고있는 바 드리 크리슈 난 (Badri Krishnan)은“우리는 태양의 약 1.4 배에 달하는 태양의 반경이 약 11 킬로미터에 달하는 전형적인 중성자 별을 발견한다. "우리의 결과는 반경이 10.4에서 11.9 킬로미터 사이로 제한 될 것입니다."
이는 직경이 20.8 – 23.8 km (13-14.8 마일) 사이입니다.
이 팀의 연구 대상은 LIGO (Laser-Interferometer Gravitational Wave Observatory)와 Virgo 컨소시엄이 2017 년에 감지 한 중력파를 생성 한 이진 중성자 별 합병 GW170817입니다. 이 물체는 Fermi 위성, 허블 우주 망원경 및 기타 망원경 및 전 세계 관측소를 포함한 여러 망원경에 의해 여러 번 연구되었습니다. 이러한 모든 관측으로 Max Planck 팀은 작업 할 데이터가 가득 찼습니다.
"바이너리 중성자 합병은 정보의 금광입니다!" AEI 하노버의 연구원 인 콜린 카파 노 (Collin Capano)는“자연 천문학 (Nature Astronomy)”에 발표 된 논문의 수석 저자라고 말했다. “중성자 별은 관측 가능한 우주에서 가장 밀도가 높은 물질을 포함합니다. … 우리는 이러한 물체의 특성을 측정함으로써 아 원자 수준에서 물질을 지배하는 기본 물리에 대해 배웁니다.”
중성자 별은 거대한 별에 연료가 부족하고 붕괴되면 형성됩니다. 별의 중심 부분 인 핵심은 붕괴되어 모든 양성자와 전자가 중성자로 분쇄됩니다. 붕괴하는 별의 핵심이 태양 질량의 약 1과 3 사이라면, 새로 생성 된 중성자들은 붕괴를 막아 중성자 별을 남길 수 있습니다.
더 높은 질량을 가진 별들은 계속해서 질량이 큰 블랙홀로 붕괴 될 것입니다.
그러나 중성자 별이 붕괴되면 알려진 밀도가 가장 높은 물체가 만들어집니다. 그리고 여러분은 이전에이 다른 비교를 들었을 것입니다. 그러나 그것이 극적으로 극적이기 때문에 반복 할 가치가 있습니다 : 중성자 별 물질의 설탕 큐브 하나는 지구에서 약 1 조 킬로그램 (또는 10 억 톤) – 산만큼 에베레스트 산.
연구팀은 아 원자 입자가 중성자 별 내부에서 발견되는 고밀도에서 어떻게 상호 작용하는지에 대한 기본적인 이해를 바탕으로 모델을 사용했습니다.
그러나 다른 별의 크기는 크게 다를 수 있으므로 중성자 별의 크기도 다를 수 있습니까?
먼저,이 연구에서 인용 한 반지름은 태양의 질량의 1.4 배인 중성자 별에 대한 것입니다.
"이것은 이진에서 관측 된 거의 모든 중성자 별이이 값에 가까운 질량을 갖기 때문에 일반적으로 문헌에 사용되는 기준 질량"이라고 Capano는 이메일로 Space Magazine에 말했습니다. "GW170817을 사용하여 1.4 태양 질량 중성자 별의 반지름을 추정 할 수있는 이유는 거의 모든 중성자 별이 동일한 재료로 만들어지기를 기대하기 때문입니다."
다른“정규”별의 경우, 질량과 반지름의 관계는 별이 핵심에서 융합하고있는 요소와 같은 여러 변수에 달려 있다고 Capano는 설명했다.
반면에 중성자 별은 너무 작고 밀도가 높아서 별개의 원자가 존재하지 않는다. 전체 별은 기본적으로 거대 단일 원자핵으로, 거의 전체적으로 밀접하게 묶인 중성자로 구성되어있다”고 말했다. “그러므로 중성자 별은 다른 요소로 구성되어 있다고 생각할 수 없습니다. 실제로, 원소를 정의하는 요소는 구성 원자에있는 양성자의 수이기 때문에‘요소’는 이러한 밀도에서 실제로 의미가 없습니다.”
Capano는 모든 중성자가 동일한 것 (글루온에 의해 함께 붙인 쿼크)으로 만들어 졌기 때문에 천문학 자들은 모든 중성자 별에 적용되는 질량과 반경 사이에 보편적 인 매핑이있을 것으로 기대하고있다.
“그래서 우리가 1.4 태양 질량 중성자 별의 가능한 크기를 인용 할 때 우리가 실제로하고있는 것은 아 원자 세계를 묘사하는 가능한 물리 법칙을 제한하는 것입니다.”라고 그는 말했다.
연구팀이 논문에서 설명했듯이, 결과와 과정은 펄서, 자기, 심지어는 중력파가 방출되는 방식과 같은 다른 천체에 대한 연구에도 적용될 수 있습니다.
“이 결과는 우리가 중성자 별 반지름 측정을 대폭 개선 할 수 있었을뿐만 아니라 이진 병합에서 중성자 별의 궁극적 인 운명에 대한 창을 제공하기 때문에 흥미 롭습니다.”라고이 간행물의 공동 저자 인 스테파니 브라운은 말했습니다. AEI 하노버의 박사 과정 학생입니다.
더:
논문 : 다중 관측기 관측과 핵 이론에서 중성자 별 반경에 대한 엄격한 제약
맥스 플랑크 연구소 보도 자료
