Dva typy neutronových hvězd mají odpovídat dvěma typům čokoládových bonbonů. Credit: Peter Kiefer & Luciano Rezzolla

Struktura neutronových hvězd má připomínat pralinky

Všechny neutronové hvězdy mají být stejně velké bez ohledu na svou hmotnost.

Vnitřek neutronové hvězdy nám sice není v principu nepřístupný jako v případě černé díry, dosud však v tomto ohledu nevíme jistě skoro nic. Musíme se spolehnout jen na modely a simulace. Ono ani není divu: když hmotnost jednoho nebo dvou Sluncí stlačíme do koule s průměrem pozemského města, máme před sebou natolik extrémní objekt, že nedokážeme nahlédnout přímo do něj ani podobný stav hmoty vytvořit v laboratoři.
Existuje proto mnoho modelů neutronových hvězd, v nichž jsou jejich různé vlastnosti (hustota, teplota…) popsány pomocí stavových rovnic. Tyto rovnice popisují strukturu od povrchu až po vnitřní jádro. Luciano Rezzolla a jeho kolegové z Goethovy univerzity ve Frankfurtu sestavili nyní soubor více než milionu různých stavových rovnic, které splňují omezení daná jak údaji získanými z teoretické jaderné fyziky, tak i astronomickými pozorováními.
Při vyhodnocování stavových rovnic došli přitom vědci k překvapivému závěru: Zdá se, že „lehké“ neutronové hvězdy (s hmotnostmi menšími než asi 1,7 hmotnosti Slunce) mají měkký plášť a tuhé jádro, zatímco „těžké“ neutronové hvězdy (nad 1,7 hmotnosti Slunce) naopak tuhý plášť a měkké jádro. Průvodní tisková zpráva tedy neutronovou hvězdu přirovnává k čokoládovému bonbonu, kdy v jádru může být likér nebo oříšek (tj. tvrdší nebo měkčí materiál).
Výsledky jsou založeny také na výzkumu zkoumajícím rychlost zvuku v tomto prostředí. Modelováním stavových rovnic se fyzikům podařilo odhalit i další dosud nevysvětlené vlastnosti neutronových hvězd. Například bez ohledu na svou hmotnost mají velmi pravděpodobně všechny podobný poloměr, pouhých 12 km. Numerické simulace provedené na základě stavových rovnic by měly umožnit předpovědět i míru možné deformace neutronových hvězd ve dvojhvězdných systémech. Tomu by zase měla odpovídat podoba gravitačních vln, které budeme detekovat při fúzních, kde alespoň jeden ze slučujících se partnerů je neutronová hvězda.

On the Sound Speed in Neutron Stars, The Astrophysical Journal Letters (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/ac9b2a
Zdroj: Goethe University Frankfurt am Main / Phys.org

Poznámka PH: V této souvislosti mě napadá otázka. Všechny černé díry jsou stejné, liší se jen hmotností, rychlostí rotace a teoreticky snad i elektrickým nábojem. Jak je tomu u neutronové hvězdy? Může mít různé složení podle toho, z jaké hvězdy vznikla? Může mít (se stejnou hmotností) různé teploty, hustoty? Nebo jde už zase o natolik degenerovaný stav hmoty, kdy vše může existovat cca jen jediným možným způsobem?

Cooperovy páry elektronů mají opačné spiny

Cooperovy páry, tedy dvojice elektronů odpovídající za vlastnosti konvenčních supravodičů, mají vždy opačné spiny. Fyzikové …

4 comments

  1. Poznámka k Poznámce:
    Pak je tu ještě otázka, zda při přeměně na neutronovou hvězdu elektrony spíše než by byly vtlačeny do atomových jader spíše vlivem brutálních teplot neutronovou hvězdu neopustí a horní krusta neleží na odpudivé elektrické síle protonů, zatímco elektrony nevytvoří atmosféru. To by pak nebyla neutronová hvězda jako taková, ale spíš obří atom včetně elektronového obalu.
    Pamatujete si na chemii? Kolik elektronů by se vešlo do orbitalu s? 🙂 A jaký by měly spin?

  2. ted jsem shodou okolnosti nekde jinde cetl, ze dle jineho vyzkumu jeden z typu neutronove hvezdy, magnetar, zrejme atmosferu nema (i kdyz nevim, zda by ta pouzita metoda atmosferu z elektronu zachytila)…

  3. neni atmosfera z normalnich atomu zeleza?

  4. Stanislav Florian

    https://cs.wikipedia.org/wiki/Magnetar
    „Ve vnějších vrstvách magnetaru, které se skládají z plazmatu těžkých prvků (většinou železa)“
    https://www.aldebaran.cz/zvuky/blyskani/docs/19.html
    „velikostní škály jsou neutronové hvězdy, které mají průměr jen několik desítek kilometrů…
    Takový objekt je složen převážně z neutronů a je nesmírně hustý. “
    Můj názor: neutronová hvězda je převážně z neutronů protože
    proton + elektron —-> neutron.
    Elektrony v obalu snad jsou z plazmy z atomů železa, ale elektrostatické síly jsou patrně malé proti gravitačním.
    ALE. Silné magnetické pole má vznikat z rotace nabitých částic v ( magnetické dynamo), takže nabité částice ( protony) v jádře asi budou.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close