Zwei Neutronensterne. Einer ist 50% massiver als der andere, aber sie haben fast genau die gleiche Größe. Die Ergebnisse haben große Auswirkungen auf das Verständnis, woraus Neutronensterne wirklich bestehen.
2019 ein Team von Astronomen unter der Leitung von Thomas Riley, einem Postdoktoranden, und Anna Watts, Professorin für Astrophysik an der Universität Amsterdam , maß die Masse und den Radius eines bestimmten Neutronensterns. Der fragliche Neutronenstern war J0030+0451 (oder kurz J0030). Sie fanden heraus, dass es etwa das 1,4-fache der Sonnenmasse und einen Durchmesser von etwa 25 Kilometern hat – ziemlich typisch für Neutronensterne.
Um die Messung durchzuführen, verwendete das Team Der Neutronenstern Interior Composition Explorer (NICER) der NASA , ein Röntgenteleskop auf dem Internationale Raumstation . J0030 ist eine besondere Art von Neutronenstern, genannt a Drücken Sie , das starke Strahlungsstrahlen in den Weltraum strahlt. Durch sorgfältige Untersuchung der Häufigkeit der Jets konnte das Team ihre Größe abschätzen.
In jüngerer Zeit wendeten sie dieselbe Technik auf den Neutronenstern PSR J0740+6620 (kurz J0740) an, den meisten massiver bekannter Neutronenstern .
Obwohl J0740 50 % mehr als J0030 wog, hatte es fast die gleiche Größe. Die neuen Ergebnisse deuten darauf hin, dass Neutronensterne nicht sehr matschig sind: Wenn sie Masse hinzufügen, neigen sie nicht dazu, sich auf kleinere Volumina zu drücken.
„Unsere neuen Messungen von J0740 zeigen, dass es, obwohl es fast 50 % massiver als J0030 ist, im Wesentlichen die gleiche Größe hat“, sagte Watts. „Das fordert einige der quetschbareren Modelle von Neutronensternkernen heraus, einschließlich Versionen, bei denen das Innere nur ein Meer aus Quarks ist. Die Größe und Masse von J0740 stellen auch Probleme für einige weniger quetschbare Modelle dar, die nur Neutronen und Protonen enthalten.“
Physiker haben lange hatte Mühe zu verstehen das Innere von Neutronensternen.
'Wir sind von normaler Materie umgeben, dem Stoff unserer täglichen Erfahrung, aber wir wissen nicht viel darüber, wie sich Materie unter extremen Bedingungen verhält und wie sie sich verwandelt', sagte Zaven Arzoumanian, der wissenschaftliche Leiter von NICER bei der NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. „Indem wir mit NICER die Größe und Masse von Neutronensternen messen, erforschen wir Materie, die kurz davor steht, in ein Schwarzes Loch zu implodieren. Wenn das passiert, können wir Materie nicht mehr studieren, weil sie vom Ereignishorizont des Schwarzen Lochs verdeckt wird.“
Obwohl die neuen Beobachtungen einige Modelle des Inneren von Neutronensternen ausschließen, gibt es noch viel zu tun.
„Die Größe von J0740 hat uns Theoretiker verblüfft und aufgeregt“, sagte Sanjay Reddy, Professor für Physik an der Universität von Washington wer untersucht Materie unter extremen Bedingungen, war aber nicht an der Feststellung beteiligt. „Die Messungen von NICER, kombiniert mit anderen Multimessenger-Beobachtungen, scheinen die Idee zu unterstützen, dass der Druck in massereichen Neutronensternkernen schnell ansteigt. Dies benachteiligt zwar Übergänge zu quetschbareren Formen der Materie im Kern, seine Auswirkungen sind jedoch noch nicht vollständig verstanden.“