stelele neutronice sunt cadavrele stelare lăsate în urmă atunci când o stea masivă devine supernovă. Sunt inimaginabil de dense: o lingură de stea neutronică plasată pe suprafața Pământului ar cântări aproximativ la fel de mult ca Muntele Everest (în timp ce o lingură de soare ar cântări cât mai puțin de aproximativ 5 kilograme).

și în timp ce gama de masă a stelelor neutronice a fost relativ bine limitată de-a lungul anilor, a fost mai greu de stabilit cu exactitate cât de largi sunt. Cu toate acestea, majoritatea astronomilor cred că masa este împachetată într-o sferă cam la fel de mare ca un oraș. acum, un nou studiu a combinat măsurătorile undelor gravitaționale cu alte tehnici pentru a plasa Cele mai bune constrângeri de până acum asupra dimensiunii lor. Estimarea sugerează că o stea neutronică tipică are o lățime de aproximativ 13,7 mile. Această dimensiune are implicații interesante pentru ceea ce se întâmplă atunci când se apropie prea mult de un alt dintre cele mai misterioase obiecte ale cosmosului: găurile negre. Noile rezultate indică faptul că o gaură neagră poate înghiți o stea neutronică în multe circumstanțe — lăsând în urmă puține dovezi pe care astronomii de pe Pământ le pot descoperi cu telescoapele convenționale.

cum formează stelele neutronice

stelele masive explodează atunci când își epuizează gazele utilizate pentru fuziunea nucleară. Pe măsură ce o izbucnire violentă de material erupe în toate direcțiile, ceea ce rămâne în urmă se condensează într-o stea neutronică. Dacă o stea este suficient de masivă, rămășița se poate condensa în continuare într-o gaură neagră.

dar stelele solitare precum Soarele nostru sunt în minoritate în universul nostru. Cele mai multe stele există în mai multe sisteme. Și când două stele mari evoluează una lângă alta, aceste sisteme solare extraterestre se pot termina cu două stele neutronice, două găuri negre sau una din fiecare. În ultimii ani, astronomii au început să detecteze aceste sisteme datorită undelor gravitaționale aruncate atunci când mor în spirală unul în celălalt. Acesta este modul în care astronomii au făcut recent o măsurare extrem de precisă a dimensiunii unei stele neutronice.

în 2017, Observatorul de unde gravitaționale cu interferometru laser (LIGO) din SUA și detectorul Virgo din Italia au detectat un semnal de undă gravitațională care presupunea că două stele neutronice s-au ciocnit la aproximativ 120 de milioane de ani lumină distanță. La scurt timp după aceea, observatoarele tradiționale au început să vadă coliziunea în lungimi de undă electromagnetice. Aceste detectări au avut o perspectivă fără precedent asupra masei și rotirii obiectelor.

Dimensiunea Stelei neutronice

o echipă condusă de cercetători de la Institutul Albert Einstein (Aei) din Germania a luat aceste observații și apoi le-a combinat cu modele ale modului în care particulele subatomice se comportă în condițiile extrem de dense din interiorul stelelor neutronice. Deși este imposibil să recreezi astfel de condiții în laboratoarele de pe Pământ, fizicienii au arătat că ar putea folosi teoria existentă pentru a-și extrapola calculele de la cele mai mici scări la ceea ce se întâmplă în stelele neutronice îndepărtate.

rezultatele lor sugerează că stelele neutronice trebuie să aibă între 13 și 15 mile. Și o stea neutronică tipică ar trebui să aibă o lățime de aproximativ 13,7 mile. Estimările plasează constrângeri mai stricte asupra dimensiunii stelelor neutronice decât studiile anterioare.

„stelele neutronice conțin cea mai densă materie din universul observabil”, a declarat cercetătorul și autorul studiului AIE Collin Capano într-un comunicat de presă. „De fapt, ele sunt atât de dense și compacte încât vă puteți gândi la întreaga stea ca la un singur nucleu atomic, scalat până la dimensiunea unui oraș. Prin măsurarea proprietăților acestor obiecte, învățăm despre fizica fundamentală care guvernează Materia la nivel subatomic.”

înghițit de o gaură neagră

acel diametru diminutiv este suficient de mic încât o stea neutronică care orbitează în tandem cu o gaură neagră ar putea fi chiar înghițită în întregime atunci când se apropie prea mult. Astronomii au urmărit cu nerăbdare coliziunile stelelor cu găuri negre-neutroni. Se așteptau ca aceste fuziuni să emită radiații electromagnetice puternice — genul de lumină vizibilă de observatoarele tipice de pe Pământ.

cu toate acestea, dacă steaua neutronică nu este mărunțită atunci când cele două fuzionează, atunci nu ar fi emisă nicio lumină pe care telescoapele de pe Pământ ar putea să o detecteze, potrivit noului studiu. În același timp, detectoarele de unde gravitaționale probabil că nu ar putea face diferența între fuzionarea găurilor negre și o fuziune mixtă. „am arătat că, în aproape toate cazurile, Steaua neutronică nu va fi sfâșiată de gaura neagră și mai degrabă înghițită întreagă”, a spus Capano. „Numai atunci când gaura neagră este foarte mică sau se rotește rapid poate perturba Steaua neutronică înainte de ao înghiți; și numai atunci ne putem aștepta să vedem ceva în afară de undele gravitaționale.”

astronomii nu ar trebui să aștepte prea mult pentru a afla dacă această idee este corectă. Detectoarele gravitaționale ale lumii vor deveni din ce în ce mai puternice în următorii ani. Dacă coliziunile stea neutronică-gaură neagră se dovedesc mai rare decât se aștepta, cel puțin ei vor ști de ce. rezultatele au fost publicate pe 9 Martie în revista Nature Astronomy.