gov-civil-vilareal.ptNeutrontähe kõrgeim mägi võib olla murdosa millimeetrit kõrge
>Maa kõrgeim mägi - mõõdetuna selle põhjast tipuni - on Mauna Kea vulkaan, mille kõrgus on 10 200 meetrit (6, 3 miili).
Neutronitähe peal oleks kõrgeim mägi a millimeeter kõrge. Võib -olla isegi sentimeetri.
See on uute uuringute kohaselt vaadates, kuidas need pisikesed, kuid naeruväärselt võimsad objektid töötavad. Võib tunduda pisut esoteeriline, kui imestada, kui kõrge mägi võib olla massiivse tähe tuuma ülikompaktsel jäänusel, kuid sel on astronoomiale üsna olulised tagajärjed.
Neutroni tähed moodustuvad siis, kui Päikese massist umbes 8–20 korda suuremad tähed lõpetavad oma elu. Tähe väliskihid plahvatavad supernoovana väljapoole, kuid tuum variseb allapoole. Tuum algab sadade tuhandete kilomeetrite ulatuses, kuid tõmbub kokku vähem kui 30 kilomeetri laiuseks keraks. Kõik tuuma aatomielementide prootonid ja elektronid (pluss antineutriinod, kui skoori hoiate) moodustavad neutronid, luues neutrontähe.
Nad on uskumatult, peaaegu ebamõistlikult tihedad, igasse kuupsentimeetrisse materjali on pakitud koguni sada miljonit tonni (kutsutud neutronium ). See muudab nende pinna raskusjõu purustavaks, umbes miljard korda suuremaks kui Maa oma.
TO miljardit . Neutrontähel kaaluksin sama palju kui väike mägi.
Neutrontäht on uskumatult väike ja tihe, pakkides Päikese massi palliks vaid mõne kilomeetri kaugusel. See kunstiteos kujutab seda Manhattaniga võrreldes. Krediit: NASA Goddardi kosmoselennukeskus
ilus Netflixi müsteeriumifilmi ülevaade
Aga ma poleks kaugeltki nii pikk. Raskus on nii tugev, et kõik, mis kuhjub, puruneb. See kehtib ka Maal: mäed saavad nii kõrgele tõusta alles enne, kui nende enda kaal põhjustab nende languse; peal olev kraam surub selle all oleva kraami alla, mis siis ära voolab. Sellepärast on kõrged mäed valmistatud kõvast kivist. Proovige teha üks mudast ja see ei lähe enne varisemist väga kõrgeks.
See probleem on neutrontähel miljardeid kordi hullem. Teine probleem on see, et mägi vajab selle all oleva kooriku tuge. Maakoor võib võtta ainult nii palju kaalu, enne kui rõhk selle deformeerima paneb, piirates ka mägede suurust.
Neutrontähel on ka materjalikoor ja see on palju tugevam kui Maa oma. Kuid sada miljardit korda allapoole suunatud jõu korral võib isegi neutronitähtede koorik võtta ainult nii palju.
Kui palju?
Kunstiteos, mis kujutab neutrontähte ümbritsevat magnetvälja. Krediit: Casey Reed / Penn State University
Pähklipureja ja nelja kuningriigi plakat
Teadlased on selle probleemiga tegelenud juba paar aastakümmet, kuid see on keeruline. Esiteks on gravitatsioon nii tugev, et Isaac Newtoni lihtsate matemaatiliste valemite kasutamine ei toimi. Peate kasutama Einsteini üldrelatiivsust, mis on palju keerulisem, kuid lahendab võrrandid kergemini.
Samuti peate teadma, kui tugev on neutrontähe koorik, ja see on kvantmehaanika probleem, mis on ... raske. Siiski saab teha ligikaudseid arvutusi, mis hõlbustavad välja selgitamist. Tavaline vastus, mille leiate, on see, et neutronitähe mägi võib tõusta umbes 10 sentimeetri kõrgusele, enne kui see koorikust läbi praguneb.
Selle arvutamiseks kasutatud matemaatika teeb aga naljaka eelduse: et mägi avaldab survet kogu maakoorele, mitte ainult kohale, millel see istub. See eeldus muudab matemaatika palju lihtsamaks, kuid tundub selge, et teil on kohalikul tasandil suur probleem neutronitähe mäe tegemisel ammu enne kogu kooriku purunemist.
Uus töö uurib seda. Nad leiavad, et mäe kriitiline suurus sõltub paljudest muudest teguritest, sealhulgas sellest, kuidas see on tehtud (võib -olla tõmmatakse materjal kaastähelt maha või õelalt tugev magnetväli aitab ainet pinnalt tõsta). Kui nad arvutusi teevad, leiavad nad, et kõrgeim mägi võib olla kuni sentimeetri kõrgune, kuid võib ulatuda alla millimeetri, sõltuvalt konkreetsetest kohalikest tingimustest.
Pöörlev võimsa magnetväljaga neutrontäht virutab enda ümber aatomi osakesi. Kunstiteose krediit: NASA / Swift / Aurore Simonnet, Sonoma State University
Mägi alla millimeetri! See on üks kümne miljoni pikkune kui Mauna Kea. Ometi oleks mõõtkavasse ronimine ägeda gravitatsiooni tõttu miljardeid kordi raskem. Ma olen siin Maal paar tuhat meetrit ronides väsinud, nii et ma panen oma neutronitähtede matkamise plaanid ootele.
kaunitar ja koletis: kadunud raamatusse
Teine võimalus mõelda: Mauna Kea kõrgus on 0,08% Maa läbimõõdust. 1 mm kõrguse mäe kõrgus neutrontähel on 0,000003% selle läbimõõdust. Teismeline pisike. Neutronitähed on sile .
Sellel kõigel on huvitavaid tagajärgi. Neutrontähed kipuvad pöörlema kiiresti, ühe sekundi keerutamiseks kulub mitu sekundit kuni mõnikord vaid käputäis millisekundit. Aja jooksul see kiirus aeglustub, kuna neutrontäht kaotab pöörleva energia erinevate tegurite mõjul. Näiteks võib selle võimas magnetväli pühkida laetud subatomilisi osakesi ümbritsevasse ruumi. See toimib nagu langevari, tekitades tõmbe, mis aeglustab pöörlemist.
Kuid nad võivad kiirgata ka gravitatsioonilaineid, raputades sõna otseses mõttes aegruumi kangast . Täiesti sümmeetriline pöörlev objekt nagu kera või isegi lamestatud kera ei kiirga neid laineid, kuid kõik kõrvalekalded sellest tahe neid luua. Näiteks ütleme löök neutrontähe poolel. See loob sümmeetria, tekitades gravitatsioonilaineid . Need lained saavad oma energia tähe pöörlemisest, nii et nende tekkimisel aeglustub tähe pöörlemine.
Me pole kunagi neid laineid pöörlevast neutrontähest avastanud, kuid teadlased loodavad neid kunagi näha. Mäe suurus määrab, kui palju energiat lainetel on, nii et kui me tahame neid kunagi avastada, peame mõistma, kuidas neutrontähtede mäed käituvad.
Lisaks on need arvutused iseenesest lihtsalt huvitavad. Neutrontähed on lummavad ja hirmutavad ning paljude veelgi kohutavate nähtuste, nagu magnetarid, peapõhjus (jah, loe seda magnetarite kohta, kui julged). Nii et mida rohkem me neist aru saame, seda parem.
Ja see on lihtsalt lahe. Mägi väiksem kui liivatera, kuid see, mis kaalub triljoneid ja triljoneid kordi rohkem! Universum on nii veider koht ja mida rohkem me selle kohta õpime, seda veidram ja ägedam see muutub.
