扭曲的时空有助于降低中子星的大小

 作者:繁侬     |      日期:2017-12-22 01:03:06
作者:Maggie McKee天文学家有一种新的方法来确定称为中子星的恒星尸体的大小和性质,这些恒星是如此密集,它们可能拥有在宇宙中无处可见的异乎寻常的物质形态该方法依赖于爱因斯坦特殊和广义相对论所预测的效应观察中子星是大质量恒星的坍缩核心,以超新星的形式爆炸它们含有与太阳一样多的物质,但大小只相当于一个城市的大小,使它们成为研究物质在极端密度和压力下如何表现的独特实验室 “在中子星的中心可能存在奇异的粒子或物质状态,如夸克物质,但在实验室中不可能创造它们唯一可以找到的方法是了解中子星,“美国马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的Sudip Bhattacharyya说现在,他和他的同事已经找到了一种测量恒星直径的新方法 - 它与质量一起,是了解物体真实密度和异国情调的关键他们利用欧洲航天局的XMM-Newton卫星研究了一种名为Serpens X-1的双星系统,该系统距离我们大约26,000光年,并且包含一颗中子星,它正在吸引恒星同伴的物质这种材料在中子星周围形成一团热气体,研究人员对光盘中的铁原子做了最好的光谱测量原子以大约40%的光速移动,足够快以产生XMM可检测到的光束效应通过狭义相对论预测,发射可以增强从以高相对速度向观察者移动的材料发出的光的强度戈达德的团队成员Tod Strohmayer告诉“新科学家”杂志说:“接近观察者的光盘部分发出的辐射量远远超过移动部分”但来自光盘的光也会失去能量 - 并且会转移到更长,更红的波长 - 因为它必须努力工作才能逃脱致密中子星的引力这种称为引力红移的效应是由爱因斯坦的广义相对论所预测的,它认为引力使时空结构弯曲通过计算圆盘中铁原子的运动,研究人员估计圆盘的宽度 - 因此中心中子星的最大直径 - 约为30公里这与先前对中子星大小的估计一致,后者是通过测量孤立中子星的光谱而得出的这些测量依赖于恒星距离的估计和它们的大气本质上是多么明亮的模型 - 高精度未知的数量因此,新方法增加了确定中子星内物质的确切性质所需的技术库 - 这一目标一直难以实现,因为它依赖于对半径和恒星质量的精确测量 “对于我们有良好质量测量的中子星,我们没有任何半径限制,”Strohmayer说 “对于像这样的物体,我们现在有一些关于半径有多大的信息,我们没有准确的质量测量,所以它有点令人沮丧”因此,了解中子星“仍然是一个难以解决的问题” ,