Jannah Theme License is not validated, Go to the theme options page to validate the license, You need a single license for each domain name.
منوعات

أداة جديدة تستخدم موجات الجاذبية للنظير داخل النجوم النيوترونية – SciTechDaily

النجوم النيوترونية المنكوبة

الائتمان: مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا / مختبر سي آي

تخيل أنك تأخذ نجمًا كتلته ضعف كتلة الشمس وسحقه إلى حجم مانهاتن. ستكون النتيجة نجمًا نيوترونيًا – وهو أحد أكثر الأجسام كثافة في أي مكان في الكون. في الواقع ، تتجاوز كثافة أي مادة موجودة بشكل طبيعي على الأرض بعامل يصل إلى عشرات التريليونات. على الرغم من أن النجوم النيوترونية هي أجسام فيزيائية فلكية رائعة في حد ذاتها ، إلا أن كثافتها الشديدة قد تسمح لها أيضًا بالعمل كمختبرات لدراسة الأسئلة الأساسية للفيزياء النووية ، في ظل ظروف لا يمكن أبدًا إعادة إنتاجها على الأرض.

النجوم النيوترونية كثيفة للغاية ، بحيث أن ملعقة صغيرة من أحدها سيكون لها كتلة تقارب تريليون كيلوغرام.

بسبب هذه الظروف الغريبة ، لا يزال العلماء لا يفهمون بالضبط ما هي النجوم النيوترونية نفسها التي تتكون منها ، ما يسمى بـ “معادلة الحالة” (EoS). تحديد هذا هو الهدف الرئيسي لأبحاث الفيزياء الفلكية الحديثة. تم اكتشاف قطعة جديدة من اللغز ، تقيد نطاق الاحتمالات ، من قبل اثنين من الباحثين في معهد الدراسات المتقدمة (IAS): كارولين رايثيل ، زميل جون إن باهكال في كلية العلوم الطبيعية ؛ وإلياس موست ، عضو في المدرسة وزميل جون أ. ويلر في[{” attribute=””>Princeton University. Their paper was published recently in The Astrophysical Journal Letters.

Neutron Star Merger Gravity Waves Illustration

Neutron star merger and the gravity waves it produces. Credit: NASA/Goddard Space Flight Center

Ideally, astrophysicists would like to look inside these exotic objects, but they are too small and distant to be imaged with standard telescopes. Researchers instead rely on indirect properties that they can measure—such as the mass and radius of a neutron star—to calculate the EoS. This is much like how one might use the length of two sides of a right-angled triangle to work out its hypotenuse. However, one issue here is that the radius of a neutron star is very difficult to measure precisely. A promising alternative for future observations is to instead use a quantity called the “peak spectral frequency” (or f2) in its place.

But how is f2 measured? Collisions between neutron stars, which are governed by the laws of Einstein’s Theory of Relativity, lead to strong bursts of gravitational wave emission. In 2017, scientists directly measured such emissions for the first time. “At least in principle, the peak spectral frequency can be calculated from the gravitational wave signal emitted by the wobbling remnant of two merged neutron stars,” says Most.

https://www.youtube.com/watch؟v=zZA7w-JKfXk
تدور النجوم النيوترونية المنكوبة نحو زوالها في هذه الرسوم المتحركة. تعمل موجات الجاذبية (الأقواس الشاحبة) على إبعاد الطاقة المدارية ، مما يتسبب في اقتراب النجوم من بعضها البعض والاندماج. عندما تصطدم النجوم ، ينفجر بعض الحطام بعيدًا في نفاثات الجسيمات التي تتحرك بسرعة الضوء تقريبًا ، مما ينتج عنه اندفاع قصير من أشعة جاما (أرجواني). بالإضافة إلى الطائرات فائقة السرعة التي تشغل أشعة جاما ، فإن الاندماج يولد أيضًا حطامًا يتحرك بشكل أبطأ. ينبعث تدفق خارجي مدفوع بالتراكم على بقايا الاندماج ضوءًا فوق بنفسجي سريع التلاشي (بنفسجي). سحابة كثيفة من الحطام الساخن جُردت من النجوم النيوترونية قبل الاصطدام مباشرة تنتج ضوءًا مرئيًا وأشعة تحت حمراء (أزرق-أبيض عبر أحمر). يُشار إلى وهج الأشعة فوق البنفسجية والبصرية والأشعة القريبة من الأشعة تحت الحمراء مجتمعة باسم كيلونوفا. في وقت لاحق ، بمجرد اتساع بقايا الطائرة الموجهة نحونا في خط بصرنا ، تم الكشف عن الأشعة السينية (الزرقاء). تمثل هذه الرسوم المتحركة الظواهر التي لوحظت حتى تسعة أيام بعد GW170817. تنسب إليه:[{” attribute=””>NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab

It was previously expected that f2 would be a reasonable proxy for radius, since—until now—researchers believed that a direct, or “quasi-universal,” correspondence existed between them. However, Raithel and Most have demonstrated that this is not always true. They have shown that determining the EoS is not like solving a simple hypotenuse problem. Instead, it is more akin to calculating the longest side of an irregular triangle, where one also needs a third piece of information: the angle between the two shorter sides. For Raithel and Most, this third piece of information is the “slope of the mass-radius relation,” which encodes information about the EoS at higher densities (and thus more extreme conditions) than the radius alone.

This new finding will allow researchers working with the next generation of gravitational wave observatories (the successors of the currently operating LIGO) to better utilize the data obtained following neutron star mergers. According to Raithel, this data could reveal the fundamental constituents of neutron star matter. “Some theoretical predictions suggest that within neutron star cores, phase transitions could be dissolving the neutrons into sub-atomic particles called quarks,” stated Raithel. “This would mean that the stars contain a sea of free quark matter in their interiors. Our work may help tomorrow’s researchers determine whether such phase transitions actually occur.”

Reference: “Characterizing the Breakdown of Quasi-universality in Postmerger Gravitational Waves from Binary Neutron Star Mergers” by Carolyn A. Raithel and Elias R. Most, 13 July 2022, The Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac7c75

اظهر المزيد
زر الذهاب إلى الأعلى