النجوم النيوترونية المجنونة تكشف أسرارها

إنشاء نيوترون ستار

تتكون النجوم النيوترونية عندما تموت النجوم العملاقة في السوبرنوفا وتنهار نواتها ، مع ذوبان البروتونات والإلكترونات في بعضها البعض لتشكيل النيوترونات. (رصيد الصورة: ناسا / دانا بيري)



اكتشف العلماء مفتاحًا جديدًا لفهم الأعمال الغريبة للنجوم النيوترونية - أجسام كثيفة لدرجة أنها تحزم كتلة عدة شموس في مساحة أصغر من مدينة.



اتضح أن هناك علاقة عالمية تربط بين ثلاث خصائص تتعلق بسرعة دوران النجم ومدى سهولة تشوه شكله. يمكن أن تساعد هذه العلاقة علماء الفلك على فهم الفيزياء داخل نوى النجوم النيوترونية ، وتمييز هذه النجوم عن أقربائها الأكثر غرابة ، نجوم الكوارك.

تولد النجوم النيوترونية عندما ينفد وقود النجوم الضخمة من أجل الاندماج النووي والانهيار. إنهم يطردون طبقاتهم الخارجية ، وتسقط قلوبهم إلى الداخل تحت تأثير الجاذبية لتصبح أكثر كثافة وأكثر كثافة. في نهاية المطاف ، يكون الضغط كبيرًا لدرجة أن الذرات لا يمكنها الاحتفاظ ببنيتها ، فتنهار. تذوب البروتونات والإلكترونات بشكل أساسي في بعضها البعض ، منتجة نيوترونات وكذلك جزيئات خفيفة الوزن تسمى النيوترينوات. والنتيجة النهائية هي نجم كتلته 90٪ نيوترون. [رسم: داخل نجم نيوتروني]



نجوم الكوارك هي أجسام غريبة من الناحية النظرية وهي أكثر كثافة من النجوم النيوترونية ، حيث لا تستطيع حتى النيوترونات البقاء على قيد الحياة وتذوب في داخلها. تشكل الكواركات .

قال نيكولاس يونس ، الفيزيائي بجامعة ولاية مونتانا والذي شارك في تأليف الدراسة الجديدة مع زميله كينت ياغي ، 'لم يتم رصد نجوم الكوارك'. نُشرت ورقتهم على الإنترنت اليوم (25 يوليو) في مجلة Science.

جزء من المشكلة هو أن العلماء لا يستطيعون تحديد الفرق بين النجوم النيوترونية ونجوم الكوارك بشكل قاطع من الملاحظات الحالية ، لذلك قد تكون بعض النجوم النيوترونية المعروفة في الواقع نجوم كواركية. ومع ذلك ، فإن العلاقة الجديدة التي وجدها ياغي ويونس يمكن أن تساعد في التمييز بين الجسمين فائق الكثافة.



اكتشف الباحثون أنه بالنسبة لجميع النجوم النيوترونية ، هناك علاقة بين ثلاث كميات: لحظة النجم من القصور الذاتي ، والتي تحدد مدى سرعة دورانها ، وعدد الحب والاندفاع الرباعي ، مما يعكس مدى سهولة تشوه شكل النجم. تعني العلاقة المكتشفة حديثًا أنه إذا أمكن قياس إحدى هذه الكميات ، فيمكن استنتاج الكميات الأخرى.

على الرغم من أن العلماء أدركوا سابقًا أن هذه الخصائص مرتبطة ببعضها البعض ، إلا أنهم لم يدركوا أن هذه العلاقة القياسية صحيحة. اتضح أنها تشبه العلاقة المعروفة بالثقوب السوداء ، والتي هي أكثر كثافة من النجوم النيوترونية والكواركية.

قال يونس لموقع ProfoundSpace.org: 'بالنسبة للثقوب السوداء ، هناك علاقة محددة معروفة جيدًا ، لكن هذا منطقي لأن الثقوب السوداء ليس لها بنية داخلية'. 'لقد توقعنا جميعًا أن هذا لن يكون صحيحًا بمجرد أن يكون لديك كائنات لها بنية.'



يمكن أن يساعد فهم هذه العلاقة للنجوم النيوترونية العلماء أيضًا على دراسة النسبية العامة وقوانين الفيزياء في مجال جاذبية قوي.

قال ياغي لموقع ProfoundSpace.org عبر البريد الإلكتروني: 'نظرًا لأن النجم النيوتروني مضغوط للغاية ، فإنه يوفر لنا مكانًا رائعًا للاختبار لسبر نظرية الجاذبية في نظام المجال القوي'. وأضاف أن عدم اليقين في السابق بشأن البنية الداخلية للنجوم النيوترونية منعت الباحثين من إجراء مثل هذه الاختبارات.

قال ياغي: 'مع ذلك ، نظرًا لأن علاقاتنا العالمية لا تعتمد على البنية الداخلية للنجم النيوتروني ، فيمكن للمرء إجراء اختبارات النسبية العامة دون أن يتأثر بجهل البنية الداخلية'.

اتبع Clara Moskowitz في تويتر و + Google . تابعنا تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك و + Google . المقالة الأصلية بتاريخ ProfoundSpace.org .