Nötron yıldızları, bir yıldızın ölümünden sonra oluşabilen inanılmaz derecede kompakt nesnelerdir. Ancak iç yapıları hakkında çok az şey biliniyor. Bilim adamları keşiflerinden bu yana yapılarını deşifre etmeye çalışıyorlar.
Dünya'da bir laboratuvarda zar zor kopyalanabildikleri için, en büyük engel, nötron yıldızlarının içindeki zorlu koşulları simüle etmektir. Sonuç olarak, sıcaklık ve yoğunluk gibi farklı niteliklerin sözde durum denklemleri kullanılarak tanımlandığı çok sayıda model vardır. Bu denklemler, yıldız yüzeyinden iç çekirdeğe kadar nötron yıldızlarının yapısını karakterize etmeye çalışır.
Şimdi fizikçiler Goethe Üniversitesi Frankfurt bulmacanın diğer önemli parçalarını eklemeyi başardılar. Bir yandan teorik nükleer fizikten, diğer yandan astronomik gözlemlerden elde edilen verilerle belirlenen kısıtlamaları karşılayan bir milyondan fazla durum denklemi geliştirdiler.
Fizikçiler durum denklemlerini değerlendirdiklerinde şaşırtıcı bir şey buldular: “Işık” nötron yıldızları (kütleleri yaklaşık 1.7 güneş kütlesinden daha küçük olan) yumuşak bir mantoya ve sert bir çekirdeğe sahip gibi görünürken, "ağır" nötron yıldızları (kütleleri 1.7 güneş kütlesinden büyük olan) bunun yerine sert bir mantoya ve yumuşak bir çekirdeğe sahiptir.
Prof. Luciano Rezzolla şunları söyledi: "Bu sonuç çok ilginç çünkü bize nötron yıldızlarının merkezinin ne kadar sıkıştırılabilir olabileceğinin doğrudan bir ölçüsünü veriyor. Nötron yıldızları biraz çikolatalı pralin gibi davranır: hafif yıldızlar şuna benzer: çikolata merkezinde bir fındık ve yumuşak çikolata ile çevrelenmişken, ağır yıldızlar daha çok sert bir tabakanın yumuşak bir dolgu içerdiği çikolatalar gibi düşünülebilir.
Sesin hızı bu içgörü için çok önemlidir. Maddenin ne kadar katı veya esnek olduğuna dayanan bu niceliksel ölçü, maddenin hangi hızda hareket ettiğini tanımlar. ses dalgaları bir öğenin içinde hareket edin. Yeryüzünde petrol yatakları bulunur ve gezegenin içi ses hızı kullanılarak keşfedilir.
Bilim adamları, durum denklemlerini modelleyerek nötron yıldızlarının daha önce keşfedilmemiş ek özelliklerini de tanımlayabilirler. Örneğin, kütleleri ne olursa olsun, yarıçapları büyük olasılıkla yalnızca 12 kilometredir. Frankfurt ile aynı çevreye sahipler.
Yazar Dr. Christian Ecker açıklıyor: "Kapsamlı sayısal çalışmamız, yalnızca nötron yıldızlarının yarıçapları ve maksimum kütleleri için tahminler yapmamıza değil, aynı zamanda ikili sistemlerdeki deforme olabilirliklerine, yani birbirlerini ne kadar güçlü bir şekilde çarpıttıklarına dair yeni sınırlar belirlememize de izin veriyor. yerçekimi alanları. Bu içgörüler, gelecekteki astronomik gözlemler ve birleşen yıldızlardan gelen yerçekimi dalgalarının tespitleri ile bilinmeyen durum denklemini tam olarak belirlemek için özellikle önemli hale gelecek.”
Dergi Referansları:
- Sinan Altıparmak, Christian Ecker, Luciano Rezzolla: Nötron Yıldızlarında Ses Hızı Üzerine. Astrofizik Dergi Mektupları (2022)DOI: 10.3847/2041-8213/ac9b2a
- Christian Ecker & Luciano Rezzolla: Nötron yıldızlarındaki ses hızının genel, ölçekten bağımsız bir açıklaması. Astrofizik Dergi Mektupları (2022)DOI: 10.3847/2041-8213/ac8674
