Nov način tehtanja zvezde | 2020

Vsebina:

Anonim

Do sedaj so znanstveniki določali maso zvezd, planetov in lun, s preučevanjem njihovega gibanja v odnosu do drugih bližnjih, z uporabo gravitacijskega vleka med obema kot podlago za svoje izračune. Vendar pa so v primeru mladih pulsarjev matematiki iz Southamptona zdaj našli nov način za merjenje svoje mase, čeprav zvezda sama obstaja v prostoru.

Dr. Wynn Ho iz matematičnih znanosti na Univerzi v Southamptonu, ki je vodil raziskavo, pravi: "Za pulsarje smo lahko uporabili načela jedrske fizike, namesto gravitacije, da bi ugotovili, kakšna je njihova masa - razburljiv preboj ki lahko potencialno revolucionira način, kako naredimo tovrstne izračune. "

Sodelavec dr. Cristobal Espinoza iz Pontificia Universidad Catolica de Chile pojasnjuje: "Vse predhodne natančne meritve pulzarskih mas so bile narejene za zvezde, ki krožijo okoli drugega objekta, z uporabo enakih tehnik, ki so bile uporabljene za merjenje mase Zemlje ali Lune. ali odkrijemo prve ekstrasolarne planete, naša tehnika je zelo različna in se lahko uporabi za pulzare v izolaciji.

Pulsarji oddajajo rotirajoči žarek elektromagnetnega sevanja, ki ga teleskopi lahko zaznajo, ko žarek premaga Zemljo, kot je opazovanje žarka svetilnika. Znani so po svoji izjemno stabilni stopnji rotacije, vendar mladi pulsarji občasno doživljajo tako imenovane »napake«, kjer se za kratek čas pospešijo.

Prevladujoča teorija je, da ti napaki nastanejo, ko hitro vrtljiva superfluid v zvezdi prenese svojo rotacijsko energijo na zvezdno skorjo, komponento, ki jo sledijo opazovanja.

Profesor za uporabno matematiko v Southamptonu, Nils Andersson pojasnjuje: "Predstavljajte si pulsar kot skledo juhe, s skledo, ki se vrti z eno hitrostjo in juha se hitreje vrti. Trenje med notranjostjo posode in njeno vsebino, juha, bo povzročilo, Če bo posoda hitrejša, več je juhe, hitreje se bo posoda vrtela. "

Dr. Ho je sodeloval s kolegom profesorjem Anderssonom in zunanjimi raziskovalci dr. Espinozom in dr. Danai Antonopouloujem z univerze v Amsterdamu, da uporabijo nove radio in rentgenske podatke za razvoj novega matematičnega modela, ki se lahko uporabi za merjenje mase pulzarjev, glitch. Ideja temelji na podrobnem razumevanju superfluidnosti. Velikost in frekvenca pulsarnih napak sta odvisna od količine superfluidov v zvezdi in mobilnosti superfluidnih vrtincev znotraj.Z združevanjem opazovalnih informacij z vključeno jedrsko fiziko lahko določimo maso zvezde.

Rezultati ekipe imajo pomembne posledice za naslednjo generacijo radijskih teleskopov, ki jih razvijajo velika mednarodna sodelovanja, kot so kvadratni niz (SKA) in nizkofrekvenčni niz (LOFAR), od katerih je Southampton partnerska univerza v Združenem kraljestvu. Odkrivanje in spremljanje številnih drugih pulsarjev je eden ključnih znanstvenih ciljev teh projektov.

"Naši rezultati zagotavljajo vznemirljivo novo povezavo med preučevanjem oddaljenih astronomskih objektov in laboratorijskega dela v fiziki visoke energije in nizkih temperatur. Je odličen primer interdisciplinarne znanosti," pravi profesor Andersson.