物理科技生物学-PHYICA

寻找死星

天文学与空间 2022-10-10 00:01:11

作者:挪威科技大学的施泰纳·布兰德莱特 中子星不仅让天文学家着迷

它们是极端物理的独特实验室

信用:美国宇航局,CXC,旧金山

苏厄德等人

中子星的大小很小,但密度却高得令人难以理解

事实上,它们是恒星的尸体,但它们仍然有足够的生命来展示一些你在太空中能找到的最令人兴奋的现象

“中子星不仅让天文学家着迷

他们是极端物理学的独特实验室,”NTNU物理系教授曼努埃尔·利纳雷斯说

在接下来的五年里,Linares将领导一个研究小组,负责研究和寻找中子星

欧盟正以200万欧元的ERC整合赠款支持这一勘探

“我们的目标是找到最大质量的中子星,并更多地了解我们寻找它们的双星系统,”Linares说

爱巢 这位教授一直在参与开发一种测量中子星质量的新方法

稍后详细介绍

搜索行动被命名为爱巢

缩写代表——除此之外还有什么?—寻找超大质量中子星

四个博士后职位和四个博士学位

D

候选人参与其中,这是一个相当大的团队

但是中子星到底是什么呢?为了解释这一点,我们需要看看恒星死亡时会发生什么

星星死后还会继续存在 恒星死亡时有几种可能性

不,我们不是在谈论更好的音乐销售或讣告中不加批判的赞美

我们仍然在谈论真正的明星

中子星的大小很小,但密度却高得令人难以理解

与伦敦相比,这是一颗典型的中子星

信用:NTNU科尔比约恩·斯卡彭斯 恒星基本上在耗尽燃料后就会死亡

然后其中一些爆炸了

它们后来变成什么样取决于它们出生时的大小——换句话说,它们形成时的质量

低质量恒星变成白矮星

其中一些可能会在数十亿年内持续以低强度发光

这很可能是我们自己太阳的命运

一些最大质量的恒星会变成著名的黑洞,这是太空中一个引力如此强大以至于连光都无法逃脱的区域

质量不太大的恒星会变成中子星

当出生时的质量相当于我们太阳质量的10到25倍时,就会发生这种情况

这些中子星非常特别

小但密度大 中子星很小,但密度极高

一立方米的废中子星可以重达100万公斤

你可能很难想象,但这是数字1后面跟着18个零,或者100000000000000000

出于同样的原因,一颗微小中子星的引力场可能比我们在地球表面经历的引力场强1000亿倍

如果你想知道的话,这是1加11个零的数字

“中子星比我们自己的太阳质量更大,但直径通常只有20公里左右,”Linares说

相比之下,我们自己的月球直径约为3500公里,而地球的直径刚刚超过12700公里

如果我们仅仅用眼睛去寻找中子星,那么它或多或少是不可能被发现的

但是我们没有

这就是为什么我们知道很多

恒星死后会变成什么样,取决于它们出生时有多大

信用:NTB Shutterstock 只有一些中子星是可见的 “我们知道银河系中有3000多颗中子星,但更多的中子星对我们来说是隐藏的,”Linares说

我们知道其中一些而不知道其他的一个原因是,一些中子星变成了脉冲星

这些脉冲星每秒旋转数次,产生电磁辐射

我们可以测量这种辐射,这让我们知道恒星在哪里,即使我们看不到恒星本身

我们知道的绝大多数中子星都是脉冲星

磁星是中子星的另一种类型,在那里我们可以观察到它们超强磁场的影响,但在本文中,我们将继续讨论旋转最快的脉冲星

测量死星的质量 好像在浩瀚的宇宙中找到微小的中子星还不够棘手,LOVE-NEST也致力于确定它们的质量

“当一颗中子星与另一颗恒星配对时,测量质量是可能的,”Linares说

孤立地称量中子星是困难的,但是中子星对另一颗星的影响更容易测量

“我们开发了一种新的更精确的技术来测量一种特别有趣的脉冲星的质量,”Linares说

新方法利用温差来计算速度和质量

极热影响伴星 你可能会认为我们自己的太阳是热的,确实如此,但是它在表面停留在大约6000开尔文(物理学家使用的温度系统)和1400多万度的K

里面的

中子星可以保持高达1亿摄氏度的温度

这些明星显然不会半途而废

“当一颗普通恒星和一颗脉冲星围绕一个共同的质心运行时,脉冲星会影响这颗伴星的温度,”教授说

可以读取速度和质量 伴星最靠近脉冲星的一侧当然比另一侧热得多

不久前,利纳雷斯教授在西班牙加泰罗尼亚理工大学(UPC)工作时,利用加那利群岛著名的天文观测站观察到了这一现象

“这颗脉冲星导致伴星的表面温度变化了2400度,”教授说

温度的变化也会改变伴星发出的化学光谱

物理学家可以测量这个光谱,即使两颗恒星相距10 000光年

“这种光谱测量反过来使我们能够发现伴星在任何给定时间绕脉冲星运行的速度

当我们知道速度时,我们也可以计算质量,”Linares说

这颗特殊的脉冲星质量为2

是我们太阳的3倍

这些就是爱巢会寻找的中子星

教授应该继续保持足够的忙碌,但仍有时间分享他的知识

今年1月,利纳雷斯将在NTNU大学为物理学硕士研究生讲授观测天体物理学

中子星很可能也会出现在这个过程中

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