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迄今最大中子星?测算方法新进步,质量数值近上限

时间:2020-03-16 作者: 来源:51区未解之谜网 手机阅读

中子星的最大质量极限?新发现的脉冲星可能从一个更精确的计算方法开始。天文学家

已经证实它可能是迄今为止发现的最大的中子星。

这是一颗名为J0740+6620的脉冲星,它的质量是太阳的2.14倍,根据脉冲发射的时间差,它的大小只有30公里(约19英里)。

相比之下,太阳的直径为1,391,000公里(约864,000英里)

这些测量使J0740+6620成为第一颗在68%置信区间内质量超过太阳2倍的中子星,也使它非常接近去年根据引力波天文学计算的旋转中子星质量的2.3倍的上限。

的发现加深了我们对这些极端天体上限的理解

颗中子星来自质量是太阳8到30倍的恒星当它们死亡时,这些恒星通过一系列热核爆炸将外层物质喷射到天空,并将所有剩余的可用物质碎片融合到剩余的内核中。

来源:eurekalert

一旦内核完全融合成一个铁芯,维持它的压力将迅速下降,然后内核将分解,压缩中子,直到它们充满尽可能小的空间。由此产生的天体与原子核具有相同的密度。

来源:zmescience

这与黑洞的形成过程非常相似,只是黑洞的质量更大。然而,所有探测到的黑洞都大于太阳质量的5倍。中子星的质量上限和黑洞的质量下限之间存在着什么样的

仍然是一个谜——但是一颗如此大质量的中子星将会对这个难题的解决有所启发。天文学家

非常熟练地计算了J0740+6620的质量——这取决于从地球上观察到的恒星的属性和方向。

J0740+6620是毫秒脉冲星,距离地球约4500光年这意味着它以惊人的速度和角度旋转,使得它能够在每一次旋转中以毫秒级的速度将磁极发出的强无线电波射向地球。

脉冲的规律性可以应用于许多方面,但当它们表现出弱不规则性时,也有相当大的研究价值。

资料来源:公共广播教育

脉冲星存在于双星系统中,它的伴星是一颗白矮星。这给了我们这个难题的第二个难题:双星系统以其边缘面向地球,导致白矮星从我们和脉冲星之间穿过——这种现象被称为“交叉”。

由弗吉尼亚大学国家无线电天文台的唐·福柯·克罗马蒂领导的天文小组通过白矮星的重力对中子星的脉动规律造成的轻微干扰来测量中子星的质量。



这种干扰称为夏皮罗时间延迟(如上图所示)。当脉冲星发出的光被白矮星的重力弯曲时,这种扰动就会发生,当白矮星与脉冲星分离时,这种光到达地球需要更长的时间。但是扰动实际上非常小——时差只有百分之一秒。

cromartie和她的团队结合了五年有价值的研究数据和两次特殊观察活动的结果,最终确定了延迟的确切时间这使他们能够计算白矮星在空间和时间上的曲率,从而估计白矮星的质量

一旦知道双星系统中一个天体的质量,计算另一个天体的质量就非常简单——在68.3%的置信区间内,它由公式2.14+0 . 100 . 09m≠计算

我们真的不知道中子星有多大。通常引用的数字是太阳质量的3倍,但实际上没有发现质量超过太阳2.5倍的中子星。在

之前,最大的中子星可能是PSR J2215+5135,镁线测量到的脉冲星质量大约是太阳质量的2.27倍。或者PSR B1957+20,光谱估计径向速度,然后估计中子星的质量是太阳的2.4倍然而,该小组指出,这两种方法的准确性和可靠性不如无线电时间法。

还有一颗稍小的中子星PSR J0348+0432,大约是太阳质量的2.01倍,这也是用夏皮罗时间延迟法测量的。

不管新发现的脉冲星是否是迄今为止最大的中子星,对它的研究无疑将使我们对这些神秘的恒星有更多的了解。

蟹状星云的视觉合成和X射线图像显示了其脉冲星中子星的强磁场和物质引起的周围星云的能量变化。中子星是超新星爆炸的残留物。来源:简单维基百科

“中子星既神秘又迷人,”克罗马蒂说。

“这些只有城市大小的天体实际上是巨大的原子核。”它们的质量如此之好,以至于它们内部有一些奇怪的特征。找到物理和自然允许的最大质量极限可以帮助我们理解这个领域和天体物理学中其他未知领域的许多问题。"

参考

1。WJ百科全书

2。天文名词

3。艾丽卡-米歇尔斯塔尔

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