Нейтронні зірки можуть бути більшими, ніж уявляли раніше

На основі вимірювань оболонки з нейтронів навколо ядра свинцю, розраховано нове значення радіусу для середньої нейтронної зірки, яке трохи більше за попереднє визначення.

Про це розповідають в Університеті штату Флорида.

Коли масивна зірка гине, спочатку відбувається вибух наднової. Потім те, що залишилось, стає або чорною дірою, або нейтронною зіркою.

Нейтронна зірка є найщільнішим небесним тілом, яке можуть спостерігати астрономи, маса якого приблизно в 1,4 рази перевищує сонячну. Однак про ці вражаючі об’єкти досі мало відомо. Тепер дослідник Університету штату Флорида опублікував статтю в “Physical Review Letters”, у якій стверджує, що нові вимірювання, пов'язані з нейтронною оболонкою ядра свинцю, можуть потребувати від вчених переосмислення теорій щодо загального розміру нейтронних зірок.

Словом, нейтронні зірки можуть бути більшими, ніж вчені раніше передбачали.

"Розмір цієї оболонки, те, наскільки вона поширюється далі, корелює з розмірами нейтронної зірки", - сказав Хорхе Піекаревич, професор фізики Роберта О. Лоутона.

Піекаревич та його колеги підрахували, що нове вимірювання товщини нейтронної оболонки свинцю передбачає для середньої нейтронної зірки радіус від 13,25 до 14,25 кілометра. На основі попередніх експериментів із нейтронною оболонкою, інші теорії визначають середній розмір нейтронних зірок на рівні приблизно 10-12 кілометрів.

Робота Піекаревича доповнює дослідження, також опубліковане в “Physical Review Letters”, проведене фізиками у рамках “Експерименту щодо свинцевого радіусу" (PREX) в Національному прискорювачі Томаса Джефферсона. Команда PREX провела експерименти, які дозволили їм виміряти товщину нейтронної оболонки ядра свинцю на рівні 0,28 фемтометра — або 0,28 трильйонних доль міліметра.

Атомне ядро складається з нейтронів і протонів. Якщо нейтрони перевищують кількість протонів в ядрі, зайві нейтрони утворюють шар навколо центру ядра. Цей шар чистих нейтронів називається оболонкою.

Саме товщина цієї оболонки привернула увагу як фізиків-експериментаторів, так і теоретиків, оскільки вона може пролити світло на загальний розмір і структуру нейтронної зірки. І хоча експеримент проводився на свинці, фізика може застосовуватися до нейтронних зірок — об'єктів, які в квінтильйон (або трильйон мільйонів) разів перевищують розмір атомного ядра.

Піекаревич використав результати, представлені командою PREX, для розрахунку нових загальних вимірювань нейтронних зірок.

"Ми не можемо провести в лабораторії експеримент, який би міг дослідити структуру нейтронної зірки", - сказав Піекаревич. "Нейтронна зірка є настільки екзотичним об'єктом, що ми не зможемо відтворити її в лабораторії. Отже, все, що можна зробити в лабораторії, щоб отримати нам обмеження або інформацію про властивості нейтронної зірки, дуже корисно".

Нові результати групи PREX були більшими, ніж попередні експерименти, що, звісно ж, впливає на загальну теорію та розрахунки, пов'язані з нейтронними зірками. Піекаревич зазначив, що над цим питанням ще потрібно попрацювати, і нові досягнення в технологіях постійно поглиблюють розуміння вченими космосу.

"Це розсуває межі знань", - сказав він. "Ми всі хочемо знати, звідки ми прийшли, з чого створений Всесвіт і яка кінцева доля Всесвіту".

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.