Neutronensterne haben Berge, die weniger als einen Millimeter hoch sind

Neutronensterne haben Berge, die weniger als einen Millimeter hoch sind

Künstlerische Darstellung eines Neutronensterns.

Künstlerische Darstellung eines Neutronensterns.
Bild: ESO / L. Bürgersteig

Ein Team von Astrophysikern hat kürzlich neue Modelle von Neutronensternen verwendet, um Berge – winzige erhöhte Gebiete – zu kartieren die sonst perfekt kugelförmigen Strukturen von Sternen. Sie fanden heraus, dass die größten Abweichungen aufgrund der starke Anziehungskraft, die weniger als einen Millimeter hoch zeigt.

Neutronensterne sind die toten Kerne einstmals riesiger Sterne, die auf sich selbst kollabierten. Sie sind neben Schwarzen Löchern die dichtesten Objekte im Universum. Sie werden Neutronensterne genannt, weil ihre Schwerkraft so stark ist, dass die Elektronen in ihren Atomen in die kollabieren Protonen, die Neutronen bilden. Sie sind so kompakt dass sie eine Masse packen, die größer ist als die von unsere Sonne in einer Kugel, nicht größer als eine Stadt.

Die Auswertung durch das Team von „Bergen“ zu diesen Neutronensternen kommt ins Spiel. von ihnen Papiere derzeit auf dem arXiv Preprint-Server gehostet; zusammen, Zeitungen schätzen die Größe dieser Berge. Die Ergebnisse des Teams werden heute beim National Astronomical Meeting der Royal Astronomical Society vorgestellt.

“In den letzten zwei Jahrzehnten gab es großes Interesse daran zu verstehen, wie groß diese Berge sein können, bevor die Kruste des Neutronensterns bricht und der Berg nicht mehr unterstützt werden kann”, sagte Fabian Gittins, Astrophysiker an der University of Southampton. und Hauptautor beider Artikel in einer Royal Astronomical Society Pressemitteilung.

Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass Berge von Neutronensternen einige Zentimeter hoch sein könnten, mehrere Male höher als das, was das jüngste Team hat geschätzt. Frühere Berechnungen gingen davon aus, dass der Neutronenstern so große Unebenheiten auf seiner Oberfläche erfahren würde, wenn er an seine Grenzen getrieben, wie Atlas die Welt hält. Aber neuere Modellierung finden dass bisherige Berechnungen unrealistisches Verhalten sind, das man von einem Neutronenstern erwarten kann.

Der Krebsnebel, fotografiert vom Hubble-Weltraumteleskop.  Das Herzstück der Struktur ist ein Neutronenstern, der aus einer Supernova entstanden ist.

„In den letzten zwei Jahrzehnten gab es großes Interesse daran zu verstehen, wie groß diese Berge sein können, bevor die Kruste des Neutronensterns bricht und der Berg nicht mehr unterstützt werden kann“, erklärt Gittins in der Pressemitteilung.

Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass Neutronensterne Abweichungen von einer perfekten Kugel bis zu einigen Teilen in 1 . widerstehen können Millionen, was bedeutet, dass die Berge einige Zentimeter erreichen könntens. Diese Berechnungen gingen davon aus, dass der Neutronenstern so verformt war, dass die Kruste an jedem Punkt zerbrechen würde. jedoch, neue Modelle zeigen, dass solche Bedingungen unwahrscheinlich sind.

„Ein Neutronenstern hat einen flüssigen Kern, eine elastische Kruste und zusätzlich einen dünnflüssigen Ozean. Jede Region ist kompliziert, aber vergessen wir das Kleingedruckte “ Nils Andersson, Co-Autor der beiden Artikel und Astrophysiker an der University of Southampton, sagte in einer E-Mail. „Wir haben Modelle erstellt, die diese verschiedenen Regionen auf die richtige Weise verbinden. So können wir erkennen, wann und wo die elastische Kruste zum ersten Mal bricht. Die bisherigen Modelle gingen davon aus, dass die Belastung an allen Stellen gleichzeitig maximal war, was (unserer Meinung nach) zu etwas zu groß eingeschätzten Bergen führt.

Diese Krustenerträge würden bedeuten, dass Energie aus dem Berg in einen größeren Bereich des Sterns freigesetzt würde, sagte Andersson. Obwohl die Krustenverschiebungen auf Computermodellen basieren, wären sie nicht “dramatisch genug, um den Stern zum Kollabieren zu bringen, da die Region der Kruste Material mit relativ geringer Dichte enthält”, sagte Andersson.

Es bleiben spannende Fragen. Es ist möglich, sagte Andersson, dass nach einem anfänglichen Bruch der Kruste Berge entstehen könnten, die größer sind als die vom Team modellierten aufgrund von das Materialfluss durch die Oberfläche des Sterns. Aber auch diese Berge wären viel kleiner als ein Maulwurfshügel, komprimiert von der immensen Schwerkraft der Sterne.

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