Fontos dolog derült ki a neutroncsillagokról

Német csillagászok a LIGO méréseinek felhasználásával kiszámították annak a neutroncsillagnak a tömegét, amely még éppen nem omlik össze. Az eredetileg elméleti úton kapott eredményt megerősítette és pontosította a kettős neutroncsillag összeolvadásából fakadó gravitációs hullám tavalyi mérése – írja a Csillagaszat.hu.

Bármilyen csillagról is beszélünk (legyen az akár fiatal fősorozati csillag, idős vörös óriás, vagy valamilyen kompakt objektum), a belsejében alapvetően két erő egyensúlyán múlik a stabilitás. Az egyik a gravitáció, amely minél kisebb térfogatba szeretné préselni az anyagot. A másik pedig valami, ami ennek ellenáll. Normál csillagok esetén a magban lejátszódó fúziós folyamatok energiatermelése, illetve az ez által létrejövő sugárnyomás tart ellent a gravitációnak.

Az energiatermelés azonban csak addig tarthat, amíg van üzemanyaga a folyamatoknak. Előbb-utóbb ez minden csillag esetében elfogy, a mag menthetetlenül összeomlik, és elsőként egy fehér törpének nevezett, körülbelül Föld méretű és nagyon sűrű (millió tonna/köbcenti) égitest jön létre. A fehér törpe belsejében az elektrongáz úgynevezett degenerált állapotban van, ami megakadályozza a további gravitációs összehúzódást. Ez azt jelenti, hogy az elektronok minden kvantumállapota betöltődött a csillag belsejében, azaz a további összehúzódás nem lehetséges, mert már nem férnek hová az újabb elektronok.

Persze ez a jelenség sem tarthat ellent akármekkora gravitációnak. Ha a fehér törpe tömege nagyobb, mint a Chandrasekhar-féle tömeghatár (1,44 naptömeg), győz a gravitáció. A protonok elkezdik befogni az elektronokat, megszűnik a degenerált elektrongáz nyomása, és még jobban összepréselődik az objektum, egy még sűrűbb (milliárd tonna/köbcenti), 20-30 kilométer átmérőjű neutroncsillag keletkezik. Az összepréselődött neutronok pedig nagyon erősen taszítani fogják egymást, és ez ismételten megakadályozza a további összehúzódást.

Na de meddig? Az egymás mellé préselt neutronok közötti taszító erő is véges, bizonyos tömeg felett ismét a gravitációs erő lesz nagyobb. A fehér törpék esetében már a harmincas évek óta tudjuk a tömeghatárt, de az évtizedeken keresztül eldöntetlen kérdés volt, hogy mi lehet ez a nem forgó neutroncsillagok esetén. Erre talált most megoldást Luciano Rezzolla és kutatócsoportja a németországi Goethe Egyetemen. Eredményük szerint

a neutroncsillagok maximális tömege 2,16 naptömeg.

Az eddig felfedezett neutroncsillagok többségének a tömege 1,4-szerese a Napénak, de ismerünk nehezebbeket is, például a PSR J0348 + 0432 néven ismert forgó neutroncsillagot (más néven pulzárt), amely 2,01 naptömegű. A kutatócsoport biztosnak tartja, hogy a kapott érték hibáját tekintve 1-2 százalékponton belüli a pontosságuk. A kutatás Rezzolla egy korábbi munkáján alapult, és a neutroncsillagok esetén lehetséges elméleti legnagyobb sűrűséggel számították.

Az elméleti kutatás szépsége az, hogy előrejelzést tehetsz. Az elméletnek azonban mérési eredményekre van szüksége ahhoz, hogy csökkenjen a bizonytalansága. Éppen ezért volt nagyszerű, hogy egy olyan kettős neutroncsillag egyesülését figyelhettük meg, amely tőlünk több millió fényévre történt. A mérési adatok kombinálása az elméleti munkával lehetővé tette, hogy megoldjuk a korábban rengeteg spekulációt maga után vonó rejtélyt

– mondta Rezzolla.

(Borítókép: QAI Publishing / UIG / Getty Images Hungary)

Akták A gravitációs hullámok felfedezése

  • Itt a nagy 2017-es tudományos okosító

    Ha nem követte idén a tudomány világát, mégis szeretne menőzni a szilveszteri bulin, ez a cikk önnek szól! Könnyen emészthető formába szedtük az év legfontosabb és legérdekesebb felfedezéseit, kutatásait, tudományos cikkeit.

  • A következő ekkora dolog a Földön kívüli élet felfedezése lesz

    "Ez most tényleg nagy dolog. Nagyon nagy mákunk volt." – Egy MTA-intézetvezető csillagász a gravitációs hullámok felfedezéséről.

  • Ez a felfedezés örökre megváltoztatja a csillagászatot

    Újabb gravitációs hullámot találtak, de ez most teljesen más: nagy kérdések megválaszolásához vezet. Minden eddiginél közvetlenebb volt a magyar hozzájárulás.

Még 31 cikk az aktában Töltés

Forrás: Index.hu

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here