neutronové hvězdy jsou hvězdné mrtvoly zanechané, když masivní hvězda jde supernova. Jsou nepředstavitelně husté: lžíce neutronové hvězdy umístěné na zemském povrchu by vážila zhruba stejně jako Mount Everest (zatímco lžíce slunce by vážila jen asi 5 liber).

a zatímco hmotnostní rozsah neutronových hvězd byl v průběhu let relativně dobře omezen, bylo těžší přesně určit, jak široké jsou. Většina astronomů si však myslí, že hmota je zabalena do koule asi tak velké jako město.

nyní nová studie kombinovala měření gravitačních vln s jinými technikami, aby umístila nejlepší omezení na jejich velikost. Odhad naznačuje, že typická neutronová hvězda je asi 13,7 mil napříč. Tato velikost má zajímavé důsledky pro to, co se stane, když se dostanou příliš blízko k dalšímu z nejzáhadnějších objektů vesmíru: černé díry. Nové výsledky velikosti naznačují, že černá díra může za mnoha okolností spolknout celek neutronové hvězdy-zanechává za sebou jen málo důkazů, které mohou astronomové na Zemi odhalit konvenčními dalekohledy.

jak vznikají neutronové hvězdy

Masivní hvězdy explodují, když vyčerpávají své plyny používané pro jadernou fúzi. Jako prudký výbuch materiálu vybuchne ve všech směrech, to, co zbylo, kondenzuje do neutronové hvězdy. Pokud je hvězda dostatečně masivní, zbytek může dále kondenzovat do černé díry.

ale osamělé hvězdy, jako je naše Slunce, jsou v našem vesmíru v menšině. Většina hvězd existuje ve více systémech. A když se dvě velké hvězdy vyvíjejí vedle sebe, tyto mimozemské sluneční soustavy mohou skončit dvěma neutronovými hvězdami, dvěma černými dírami nebo jednou z nich. V posledních letech začali astronomové tyto systémy detekovat díky gravitačním vlnám, které se při spirále do sebe vrhají. Tak astronomové nedávno provedli extrémně přesné měření velikosti neutronové hvězdy.

V roce 2017, Laserový Interferometr Gravitační-wave Observatory (LIGO) v USA a Panna detektor v Itálii zvedl gravitační vlny signál, který naznačil dvě neutronové hvězdy se srazily přibližně 120 milionů světelných let daleko. Brzy poté, tradiční observatoře začaly vidět kolizi v elektromagnetických vlnových délkách. Tyto detekce přinesly bezprecedentní vhled do hmoty a rotace objektů.

Neutronová Hvězda Velikost

tým vedený vědci z Albert Einstein Institute (AEI) v Německu vzal tyto připomínky, a pak kombinovat je s modely, jak se subatomární částice se chovají v extrémně husté podmínek uvnitř neutronové hvězdy. Zatímco to je nemožné vytvořit takové podmínky v laboratořích na Zemi, fyzici ukázali, že by mohli použít stávající teorie extrapolovat jejich výpočty od nejmenší váhy ven, co se děje ve vzdálené neutronové hvězdy.

jejich výsledky naznačují, že neutronové hvězdy musí být mezi 13 a 15 mil napříč. A typická neutronová hvězda by měla být asi 13,7 mil široká. Odhady kladou přísnější omezení na velikost neutronových hvězd než předchozí studie.

„neutronové hvězdy obsahují nejhustší hmotu v pozorovatelném vesmíru,“ uvedl výzkumník a autor studie AEI Collin Capano v mediálním vydání. „Ve skutečnosti jsou tak husté a kompaktní, že si můžete představit celou hvězdu jako jediné atomové jádro, zmenšené na velikost města. Měřením vlastností těchto objektů se dozvídáme o základní fyzice, která řídí hmotu na subatomární úrovni.“

požití černou dírou

tento malý průměr je dostatečně malý, aby neutronová hvězda obíhající v tandemu s černou dírou mohla být dokonce spolknuta úplně, když se dostane příliš blízko. Astronomové dychtivě sledovali srážky černé díry a neutronových hvězd. Očekávali, že tyto fúze vyzařují silné elektromagnetické záření — druh světla viditelného typickými observatořemi zpět na Zemi.

Pokud však neutronová hvězda není rozdrcena, když se obě spojí, pak by podle nové studie nebylo emitováno žádné světlo, které by teleskopy založené na zemi mohly detekovat. Současně by detektory gravitačních vln pravděpodobně nebyly schopny rozeznat rozdíl mezi sloučením černých děr a smíšenou fúzí.

“ ukázali jsme, že téměř ve všech případech nebude neutronová hvězda roztrhána černou dírou a spíše spolknuta celá,“ řekl Capano. „Pouze když je černá díra velmi malá nebo se rychle točí, může narušit neutronovou hvězdu před jejím spolknutím; a teprve potom můžeme očekávat, že uvidíme něco kromě gravitačních vln.“

astronomové by neměli čekat příliš dlouho, aby zjistili, zda je tato myšlenka správná. Světové gravitační detektory budou v příštích letech stále silnější. Pokud se srážky neutronové hvězdy a černé díry ukáží vzácnější, než se očekávalo, alespoň budou vědět proč.

výsledky byly zveřejněny 9. března v časopise Nature Astronomy.