Forscher der Universität Frankfurt. Goethe führte eine groß angelegte Simulation der Gleichungen durch
In seiner Studie, veröffentlicht in TheAstrophysical Journal Letters haben Wissenschaftler über eine Million verschiedene Zustandsgleichungen für Neutronensterne entwickelt. Sie alle entsprechen einerseits den Gesetzen der theoretischen Kernphysik und andererseits astronomischen Beobachtungen.
Bei der Auswertung der Zustandsgleichungen, insbesondere der GeschwindigkeitSchallausbreitung in solchen Objekten haben Wissenschaftler eine unerwartete Entdeckung gemacht. "Leichte" Neutronensterne, deren Masse 1,7 Sonnen nicht überschreitet, haben einen weichen Mantel und einen harten Kern, während die innere Struktur schwererer Sterne eine umgekehrte Struktur hat. Darüber hinaus überschreitet der Durchmesser solcher Weltraumobjekte unabhängig von der Masse 12 km nicht.
Künstlerische Illustration von Sternen, die Pralinen ähneln. Bild: P. Kiefer/L. Rezzolla, Goethe-Universität Frankfurt
Die Forscher stellen fest, dass Neutronensternean Schokoladenpralinen erinnern: Leichte Sterne sind wie Haselnüsse, die von weicher Schokolade umgeben sind, während schwere Sterne eher als Bonbons gelten, bei denen die harte Schicht eine weiche Füllung enthält. Die Ergebnisse der Studie werden es ermöglichen, die Radien und maximalen Massen von Neutronensternen vorherzusagen und zu bestimmen, wie sie in Doppelsternsystemen deformiert werden.
Trotz einer erheblichen Anzahl von Beobachtungen überNeutronensterne, obwohl sehr wenig bekannt ist, stellen die Autoren der Studie fest. Solche Weltraumobjekte entstehen nach dem Tod eines Sterns: Die Masse unserer Sonne oder sogar mehr wird zu einer Kugel mit dem Durchmesser einer Großstadt komprimiert. Solche ultrakompakten Bedingungen sind in einem Erdlabor schwer nachzubilden, und daher bleibt die Modellierung extremer Bedingungen im Inneren von Neutronensternen eine große Herausforderung.
Daher gibt es viele Modelle, bei denenverschiedene Eigenschaften, von der Dichte bis zur Temperatur, werden durch Zustandsgleichungen beschrieben. Sie modellieren den Aufbau von Neutronensternen von der Oberfläche bis zum inneren Kern.
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Auf dem Cover: eine künstlerische Illustration eines Neutronensterns. Bild: NASA