gov-civil-vilareal.ptNajvyššia hora na neutrónovej hviezde môže mať zlomok milimetra
>Najvyššia hora na Zemi - meraná od základne po vrchol - je sopka Mauna Kea vysoká 10 200 metrov.
Na neutrónovej hviezde by najvyššia hora bola a milimetra vysoká. Možno až o centimeter.
Vyplýva to z nového výskumu Potom sa pozreli na to, ako tieto malé, ale smiešne silné objekty fungujú. Možno sa zdá trochu ezoterické čudovať sa, ako vysoká môže byť hora na ultrakompaktnom zvyšku jadra hmotnej hviezdy, ale ukazuje sa, že to má pre astronómiu niektoré dosť dôležité dôsledky.
Neutrónové hviezdy vzniká vtedy, keď hviezdy ukončujúce svoj život asi 8 - 20 -násobkom hmotnosti Slnka. Vonkajšie vrstvy hviezdy vybuchnú von ako supernova, ale jadro sa zrúti nadol. Jadro začína v státisícových kilometroch, ale zmenšuje sa do sféry širokej menej ako 30 kilometrov. Všetky protóny a elektróny v atómových prvkoch v jadre (plus antineutrína, ak držíte skóre) sa spoja a vytvoria neutróny a vytvoria neutrónovú hviezdu.
Sú neuveriteľne, takmer neprimerane husté, pričom do každého kubického centimetra materiálu je zabalených až sto miliónov ton (zavolal neutronium ). Vďaka tomu je ich povrchová gravitácia zdrvujúca, asi miliardkrát väčšia ako gravitácia Zeme.
TO miliarda . Na neutrónovej hviezde by som vážil toľko, ako malá hora.
Neutrónová hviezda je neuveriteľne malá a hustá a zabalí hmotu Slnka do gule s priemerom len niekoľko kilometrov. Toto umelecké dielo zobrazuje jedného v porovnaní s Manhattanom. Kredit: Goddardovo vesmírne letové stredisko NASA
či sa so mnou rozíde
Ale nebol by som ani zďaleka taký vysoký. Gravitácia je taká silná, že čokoľvek, čo sa pokúsi nazhromaždiť, bude zničené. To platí aj pre Zem: Hory sa môžu dostať tak vysoko, kým ich vlastná hmotnosť nespôsobí pokles; veci na vrchu tlačia dole na veci pod nimi, ktoré potom odtekajú. Preto sú vysoké hory vyrobené z tvrdej skaly. Skúste vyrobiť jeden z bahna a skôr, ako sa zrúti, nebude veľmi vysoký.
Na neutrónovej hviezde je tento problém miliardkrát horší. Ďalším problémom je, že hora potrebuje podporu kôry pod ňou. Kôra Zeme môže mať takú veľkú váhu, než ju tlak spôsobí deformáciu, čo tiež obmedzí veľkosť hôr.
Neutrónová hviezda má tiež kôru materiálu a je oveľa silnejšia ako Zem. Ale so stamiliardnásobkom sily smerom nadol môže dokonca aj kôra neutrónovej hviezdy vziať toľko.
Koľko?
Umelecké dielo zobrazujúce magnetické pole obklopujúce neutrónovú hviezdu. Kredit: Štátna univerzita Caseyho Reeda / Penna
Tento problém riešia vedci už niekoľko desaťročí, ale je to ťažké. Po prvé, gravitácia je taká silná, že používanie jednoduchých matematických vzorcov Isaaca Newtona nefunguje. Musíte použiť Einsteinovu všeobecnú relativitu, ktorá je oveľa zložitejšia, ale rieši rovnice pohotovejšie.
Musíte tiež vedieť, aká silná je kôra neutrónovej hviezdy, a to je problém kvantovej mechaniky, ktorý je ... ťažký. Môžu sa však urobiť aproximácie, ktoré uľahčia pochopenie. Zvyčajnou odpoveďou je, že hora na neutrónovej hviezde sa môže dostať až do výšky 10 centimetrov, než praskne cez kôru.
kryštály pre sebalásku a prijatie
Matematika použitá na výpočet však robí zábavný predpoklad: Že hora vyvíja tlak na celú kôru, a nielen na miesto, na ktorom sedí. Tento predpoklad veľmi uľahčuje matematiku, ale zdá sa zrejmé, že budete mať veľký problém lokálne vytvoriť horu na neutrónovej hviezde dlho predtým, ako sa celá kôra rozbije.
Nová práca sa na to pozerá. Zistili, že kritická veľkosť hory závisí od mnohých ďalších faktorov, vrátane toho, ako je vyrobená (možno je materiál sťahovaný zo sprievodnej hviezdy alebo zlomyseľne silné magnetické pole pomáha zdvihnúť hmotu z povrchu). Keď robia výpočty, zistia, že najvyššia hora môže mať až centimeter, ale v závislosti od konkrétnych miestnych podmienok sa môže pohybovať až do menej ako milimetra.
Rotujúca neutrónová hviezda so silným magnetickým poľom bičuje okolo seba subatomárne častice. Umelecké dielo: NASA / Swift / Aurore Simonnet, Štátna univerzita v Sonoma
Hora vysoká necelý milimeter! To je jedna desaťmilióntina vysoká ako Mauna Kea. Napriek tomu by bolo vzhľadom na prudkú gravitáciu lezenie ešte miliardkrát ťažšie. Som vyčerpaný stúpať niekoľko tisíc metrov tu na Zemi, takže hádam pozastavím plány výletov po neutrónových hviezdach.
Ďalší spôsob, ako si to myslieť: výška Mauna Kea je 0,08% priemeru Zeme. Výška hory 1 mm na neutrónovej hviezde je 0,000003% jej priemeru. Malinký maličký. Neutrónové hviezdy sú hladká .
To všetko má zaujímavé dôsledky. Neutrónové hviezdy majú tendenciu sa rýchlo otáčať, trvá to niekoľko sekúnd až niekedy len niekoľko milisekúnd, než sa raz otočí. V priebehu času sa táto rýchlosť spomaľuje, pretože neutrónová hviezda kvôli rôznym faktorom stráca rotačnú energiu. Jeho silné magnetické pole napríklad môže zamiesť nabité subatomárne častice v priestore okolo seba. Funguje to ako padák, čo vytvára odpor, ktorý spomaľuje otáčanie.
Ale môžu tiež vyžarovať gravitačné vlny, doslova otriasajúce tkaninou časopriestoru . Dokonale symetrický rotujúci predmet ako guľa alebo dokonca sploštená guľa tieto vlny nevyžaruje, ale akákoľvek odchýlka od toho bude vytvoriť ich. Povedzme náraz na strane neutrónovej hviezdy. To vrhá symetriu a vytvára gravitačné vlny . Tieto vlny získavajú svoju energiu z rotácie hviezdy, takže pri ich generácii sa rotácia hviezdy spomaľuje.
prečo je americký ultra hodnotený r
Nikdy sme tieto vlny nezistili z rotujúcej sa neutrónovej hviezdy, ale vedci dúfajú, že ich niekedy uvidíme. Veľkosť hory určuje, koľko energie majú vlny, takže ak ich chceme niekedy detekovať, musíme pochopiť, ako sa správajú hory na neutrónových hviezdach.
Navyše sú tieto výpočty samy osebe zaujímavé. Neutrónové hviezdy sú fascinujúce a desivé a sú príčinou mnohých ešte desivejších javov, ako sú magnetary (áno, prečítajte si o magnetaroch, ak si trúfate). Čím viac im porozumieme, tým lepšie.
A je to skvelé. Hora menšia ako zrnko piesku, ale taká, ktorá váži bilióny a bilióny krát viac! Vesmír je také zvláštne miesto a čím viac sa o ňom dozvedáme, tým je divnejšie a úžasnejšie.
