中性子星は、星の死後に形成される非常にコンパクトな天体です。 しかし、その内部についてはほとんど知られていません。 その発見以来、科学者たちはその構造を解読しようとしてきました。
実験室で地球上でほとんど再現できないため、最大の障害は中性子星内部の厳しい状況をシミュレートすることです。 その結果、温度や密度などのさまざまな属性が、いわゆる状態方程式を使用して定義された多数のモデルが存在します。 これらの方程式は、星の表面から内核までの中性子星の構造を特徴付けようとしています。
現在の物理学者 ゲーテ大学フランクフルト パズルに他の重要なピースを追加することに成功しました。 彼らは、一方では理論核物理学から得られたデータによって、他方では天文学的観測によって設定された制約を満たす、XNUMX 万を超える状態方程式を開発しました。
状態方程式を評価したとき、物理学者は驚くべきことを発見しました：「光」 中性子星 (質量が約 1.7 太陽質量よりも小さい) は柔らかいマントルと硬いコアを持っているように見えますが、「重い」中性子星 (質量が太陽質量の約 1.7 より大きい) は代わりに硬いマントルと柔らかいコアを持っています。
ルチアーノ・レッツォラ教授は、次のように述べています。 「この結果は非常に興味深いもので、中性子星の中心がどれだけ圧縮できるかを直接測定できるものです。 中性子星はチョコレートのプラリネに少し似ています: 光の星はそれらに似ています チョコレート 中心にヘーゼルナッツがあり、柔らかいチョコレートに囲まれていますが、重い星は、硬い層に柔らかいフィリングが含まれているチョコレートのように考えることができます.
この洞察には音速が重要です。 この定量的な測定基準は、物質がどれだけ固いか柔軟であるかに依存し、その速度を表します。 音波 アイテム内を移動します。 地球上では、石油の堆積物が発見され、 惑星の内部 音速を使って調べています。
科学者たちは、状態方程式をモデル化することで、これまで発見されていなかった中性子星の追加の特性を特定することもできました。 たとえば、質量に関係なく、半径は 12 キロメートルしかない可能性が高いです。 フランクフルトと同じ円周です。
著者 クリスチャン・エッカー博士 説明して: 「私たちの広範な数値研究は、中性子星の半径と最大質量の予測を可能にするだけでなく、連星系での変形可能性、つまり、中性子星がお互いにどれだけ強く歪むかについて、新たな限界を設定することを可能にします。 重力場. これらの洞察は、将来の天体観測や合体星からの重力波の検出により、未知の状態方程式を特定するために特に重要になるでしょう。」
ジャーナル参照：
- Sinan Altiparmak、Christian Ecker、Luciano Rezzolla: 中性子星の音速について。 天体物理学ジャーナルの手紙 (2022) 土井: 10.3847/2041-8213/ac9b2a
- Christian Ecker & Luciano Rezzolla: 中性子星の音速に関するスケールに依存しない一般的な記述。 天体物理学ジャーナルの手紙 (2022) 土井: 10.3847 / 2041-8213 / ac8674
