Jenő
-3 °C
6 °C

Fontos dolog derült ki a neutroncsillagokról

GettyImages-648917158
2018.01.29. 14:30

Német csillagászok a LIGO méréseinek felhasználásával kiszámították annak a neutroncsillagnak a tömegét, amely még éppen nem omlik össze. Az eredetileg elméleti úton kapott eredményt megerősítette és pontosította a kettős neutroncsillag összeolvadásából fakadó gravitációs hullám tavalyi méréseírja a Csillagaszat.hu.

Bármilyen csillagról is beszélünk (legyen az akár fiatal fősorozati csillag, idős vörös óriás, vagy valamilyen kompakt objektum), a belsejében alapvetően két erő egyensúlyán múlik a stabilitás. Az egyik a gravitáció, amely minél kisebb térfogatba szeretné préselni az anyagot. A másik pedig valami, ami ennek ellenáll. Normál csillagok esetén a magban lejátszódó fúziós folyamatok energiatermelése, illetve az ez által létrejövő sugárnyomás tart ellent a gravitációnak.

Az energiatermelés azonban csak addig tarthat, amíg van üzemanyaga a folyamatoknak. Előbb-utóbb ez minden csillag esetében elfogy, a mag menthetetlenül összeomlik, és elsőként egy fehér törpének nevezett, körülbelül Föld méretű és nagyon sűrű (egy tonna/köbcenti) égitest jön létre. A fehér törpe belsejében az elektrongáz úgynevezett degenerált állapotban van, ami megakadályozza a további gravitációs összehúzódást. Ez azt jelenti, hogy az elektronok minden kvantumállapota betöltődött a csillag belsejében, azaz a további összehúzódás nem lehetséges, mert már nem férnek hová az újabb elektronok.

Persze ez a jelenség sem tarthat ellent akármekkora gravitációnak. Ha a fehér törpe tömege nagyobb, mint a Chandrasekhar-féle tömeghatár (1,44 naptömeg), győz a gravitáció. A protonok elkezdik befogni az elektronokat, megszűnik a degenerált elektrongáz nyomása, és még jobban összepréselődik az objektum, egy még sűrűbb (egymilliárd tonna/köbcenti), 20-30 kilométer átmérőjű neutroncsillag keletkezik. Az összepréselődött neutronok pedig nagyon erősen taszítani fogják egymást, és ez ismételten megakadályozza a további összehúzódást.

Na de meddig? Az egymás mellé préselt neutronok közötti taszító erő is véges, bizonyos tömeg felett ismét a gravitációs erő lesz nagyobb. A fehér törpék esetében már a harmincas évek óta tudjuk a tömeghatárt, de az évtizedeken keresztül eldöntetlen kérdés volt, hogy mi lehet ez a nem forgó neutroncsillagok esetén. Erre talált most megoldást Luciano Rezzolla és kutatócsoportja a németországi Goethe Egyetemen. Eredményük szerint

a neutroncsillagok maximális tömege 2,16 naptömeg.

Az eddig felfedezett neutroncsillagok többségének a tömege 1,4-szerese a Napénak, de ismerünk nehezebbeket is, például a PSR J0348 + 0432 néven ismert forgó neutroncsillagot (más néven pulzárt), amely 2,01 naptömegű. A kutatócsoport biztosnak tartja, hogy a kapott érték hibáját tekintve 1-2 százalékponton belüli a pontosságuk. A kutatás Rezzolla egy korábbi munkáján alapult, és a neutroncsillagok esetén lehetséges elméleti legnagyobb sűrűséggel számították.

Az elméleti kutatás szépsége az, hogy előrejelzést tehetsz. Az elméletnek azonban mérési eredményekre van szüksége ahhoz, hogy csökkenjen a bizonytalansága. Éppen ezért volt nagyszerű, hogy egy olyan kettős neutroncsillag egyesülését figyelhettük meg, amely tőlünk több millió fényévre történt. A mérési adatok kombinálása az elméleti munkával lehetővé tette, hogy megoldjuk a korábban rengeteg spekulációt maga után vonó rejtélyt

– mondta Rezzolla.

(Borítókép:  QAI Publishing / UIG / Getty Images Hungary)

 

Köszönjük, hogy minket olvasol minden nap!

Ha szeretnél még sokáig sok ilyen, vagy még jobb cikket olvasni az Indexen, ha szeretnéd, ha még lenne független, nagy elérésű sajtó Magyarországon, amit vidéken és a határon túl is olvasnak, akkor támogasd az Indexet!

Tudj meg többet az Index támogatói kampányáról!

Milyen rendszerességgel szeretnél támogatni minket?

Mekkora összeget tudsz erre szánni?

Mekkora összeget tudsz erre szánni?