중성자별은 별이 죽은 후에 형성될 수 있는 매우 작은 물체입니다. 그러나 내부에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 그들의 발견 이후 과학자들은 그들의 구조를 해독하려고 노력해 왔습니다.
그것들은 실험실에서 지구상의 복제가 거의 불가능하기 때문에 가장 큰 장애물은 중성자 별 내부의 가혹한 상황을 시뮬레이션하는 것입니다. 결과적으로 소위 상태 방정식을 사용하여 온도 및 밀도와 같은 다양한 속성이 정의되는 수많은 모델이 있습니다. 이 방정식은 항성 표면에서 내부 핵까지 중성자 별의 구조를 특성화하려고 시도합니다.
지금 물리학자들은 괴테 - 인디애나 프랑크푸르트 퍼즐에 다른 중요한 조각을 추가하는 데 성공했습니다. 그들은 한편으로는 이론 핵 물리학에서 얻은 데이터와 다른 한편으로는 천문 관측에서 얻은 데이터에 의해 설정된 제약 조건을 충족하는 백만 개 이상의 상태 방정식을 개발했습니다.
상태 방정식을 평가했을 때 물리학자들은 놀라운 사실을 발견했습니다. 바로 "빛"입니다. 중성자별 (약 1.7 태양 질량보다 작은 질량을 가진) "무거운" 중성자별(1.7 태양 질량보다 큰 질량을 가진)은 대신에 단단한 맨틀과 부드러운 핵을 가지고 있는 반면, 부드러운 맨틀과 딱딱한 핵을 가지고 있는 것처럼 보입니다.
Luciano Rezzolla 교수는 말했습니다. “이 결과는 중성자별의 중심이 얼마나 압축될 수 있는지에 대한 직접적인 측정을 제공하기 때문에 매우 흥미롭습니다. 중성자 별은 초콜릿 프랄린처럼 행동합니다. 밝은 별은 초콜릿 부드러운 초콜렛으로 둘러싸인 중앙에 헤이즐넛이 있는 반면, 무거운 별은 단단한 층에 부드러운 속을 포함하는 초콜렛과 더 비슷하다고 생각할 수 있습니다.”
소리의 속도는 이 통찰력에 매우 중요합니다. 물질이 얼마나 단단한지 또는 유연한지에 따라 달라지는 이 정량적 지표는 음파 항목 내부를 이동합니다. 지구에는 석유 매장지가 발견되며 행성의 내부 소리의 속도를 사용하여 탐색됩니다.
과학자들은 또한 상태 방정식을 모델링함으로써 이전에 발견되지 않은 중성자별의 추가 특성을 식별할 수 있습니다. 예를 들어, 질량에 관계없이 반지름이 12km에 불과할 가능성이 높습니다. 그들은 프랑크푸르트와 같은 둘레를 가지고 있습니다.
저자 크리스티안 에커 박사 설명: "우리의 광범위한 수치 연구를 통해 중성자별의 반지름과 최대 질량을 예측할 수 있을 뿐만 아니라 쌍성계에서 별의 변형 가능성에 대한 새로운 한계를 설정할 수 있습니다. 중력장. 이러한 통찰은 미래의 천문 관측과 합쳐지는 별에서 나오는 중력파의 탐지를 통해 알려지지 않은 상태 방정식을 정확히 찾아내는 데 특히 중요해질 것입니다.”
저널 참조:
- Sinan Altiparmak, Christian Ecker, Luciano Rezzolla: 중성자별의 음속에 관하여. 천체 물리학 저널 편지 (2022) DOI: 10.3847/2041-8213/ac9b2a
- Christian Ecker & Luciano Rezzolla: 중성자별의 소리 속도에 대한 일반적이고 규모와 무관한 설명입니다. 천체 물리학 저널 편지 (2022) DOI: 10.3847/2041-8213/ac8674
