블랙홀을 제외하고 중성자별은 우주에서 가장 밀도가 높은 물체입니다. 다음과 같습니다.
중성자별이란?
거대한 별이 연료를 다 태운 후초신성으로 폭발하면 극도로 조밀한 물체인 중성자별이 형성될 수 있습니다. 그들은 비정상적으로 밀도가 높습니다. 따라서 중성자별 물질 1티스푼의 무게는 지구상에서 약 1억 1200만 톤에 달합니다. 그러나 그것들은 매우 작습니다. 평균적인 중성자별은 런던 경계 내에 들어갈 수 있습니다. 그러나 우리에게 가장 가까운 별인 태양은 백만 개 이상의 지구를 수용할 수 있습니다.
중성자별은 크기는 작지만 밀도가 매우 높습니다. 런던과 비교하면 전형적인 중성자별입니다.
이미지 제공 및 저작권: Kolbjorn Skarpnes, NTNU
그러한 밀도를 얻으려면 태양과 같은 거대한 천체를 프랑크푸르트와 같은 도시 크기로 압축해야 합니다.
오늘날 과학자들은 존재에 대해 알고 있습니다.은하수에는 2,000~3,000개의 중성자별이 있습니다. 그러나 그 중 더 많은 것이 있다고 믿어집니다. 작은 크기(적어도 천문학적 기준에 따르면)부터 가시광선에서의 낮은 광도까지 여러 가지 이유로 감지하기 어렵습니다.
왜 그렇게 흥미로운가요?
우주의 모든 물체는 별들로 이루어져 있습니다.물질. 그러나 모든 발광체가 동일한 화학 원소를 합성하는 것은 아닙니다. 보통 별은 헬륨, 탄소 및 기타 친숙한 빛 요소를 생산하는 공장입니다.
일러스트: ESO
은, 금, 백금과 같은 무거운 물질을 생성하려면 중성자별의 충돌이 필요합니다.
과학자들은 중성자별에 대해 어떤 질문을 합니까?
중력파 측정, 소형두 개의 중성자별의 충돌로 인한 시공간 진동은 2017년에야 성공했습니다. 그러나 생성된 뜨겁고 치밀한 핵융합 생성물의 조성은 정확히 알려져 있지 않다. 예를 들어, 중성자에 의해 포획되는 쿼크가 충돌 후 자유로운 형태로 나타날 수 있는지 여부와 같은 미해결 질문이 여전히 남아 있습니다. 이를 알아내기 위해, 새로운 연구의 저자들은 새로운 모델을 개발했습니다.
연구원들은 무엇을 했습니까?
새로운 연구의 일환으로 과학자들은고밀도에 적용할 수 없는 핵물리학 모델. 이를 위해 그들은 밀도가 높고 뜨거운 쿼크 물질로의 전이를 설명하기 위해 끈 이론에서 사용되는 방법을 사용했습니다.
쿼크는 기본 입자이자 기본이다물질의 구성 요소. 쿼크는 결합하여 하드론이라는 복합 입자를 형성하며, 그 중 가장 안정적인 것은 원자핵의 구성 요소인 양성자와 중성자입니다.
새로운 방법의 예시:연구자들은 5차원 블랙홀(오른쪽)을 사용하여 강하게 결합된 물질(가운데)의 상태 다이어그램을 계산합니다. 이를 통해 중성자별 합병과 그에 따른 중력파를 시뮬레이션할 수 있습니다(왼쪽).
크레딧: 괴테 대학교 프랑크푸르트 암 마인
연구의 저자들은 수학적인 방법을 사용했습니다.끈 이론에서 발견된 관계, 즉 5차원 블랙홀과 강하게 상호 작용하는 물질 사이의 대응을 통해 밀도가 높은 핵 물질과 쿼크 물질 사이의 상전이를 설명합니다.
즉, 물리학자들은 5차원을 사용했습니다.블랙홀은 강하게 결합된 물질의 위상 다이어그램을 계산합니다. 이것은 과학자들이 중성자 별의 병합과 결과적인 중력파를 시뮬레이션하는 데 도움이 되었습니다.
u-로 구성된 쿼크 물질d-쿼크는 일반 원자 물질에 비해 매우 높은 페르미 에너지로 구별됩니다. 또한 극한의 온도 및/또는 압력에서만 안정적입니다. 이는 쿼크 물질로 구성된 핵을 가진 중성자별만이 안정적인 쿼크별이 될 수 있음을 시사합니다.
그들은 무엇을 알아냈습니까?
과학자들은 이미 새로운 모델을 사용했습니다.컴퓨터 모델링에서 그래서 그들은 이러한 충돌로부터 중력파의 신호를 계산할 수 있었고 중성자별의 "우주 랑데부"의 결과로 뜨겁고 차가운 쿼크 물질이 나타날 수 있음을 보여줄 수 있었습니다.
중력파는 변화라는 것을 기억하세요파도처럼 전파되는 중력장. 이들은 움직이는 질량에 의해 방출되지만, 복사 후에는 질량과 분리되어 이러한 질량과 독립적으로 존재합니다. 시공간 지표의 교란과 수학적으로 관련되어 있으며 "시공간 파문"으로 설명할 수 있습니다.
다음은 무엇입니까?
앞으로 과학자들은 중성자별 충돌에서 쿼크 물질을 더 잘 이해하기 위해 우주에서 측정된 미래 중력파와 모델을 비교할 수 있기를 희망합니다.
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표지: University of Warwick/Mark Garlick, CC BY 4.0, Wikimedia Commons를 통해