gov-civil-vilareal.ptNeutronitähden korkein vuori voi olla murto -osa millimetriä korkea
>Maun korkein vuori - pohjalta huipulle mitattuna - on Mauna Kean tulivuori, jonka korkeus on 10 200 metriä (6, 3 mailia).
Neutronitähdellä korkein vuori olisi a millimetri korkea. Ehkä sentin verran.
Se on uusien tutkimusten mukaan valmis katsomaan kuinka nämä pienet mutta naurettavan tehokkaat esineet toimivat. Saattaa tuntua hieman esoteeriselta ihmetellä, kuinka korkea vuori voi olla massiivisen tähden ytimen erittäin kompaktissa jäännöksessä, mutta sillä osoittautuu olevan melko tärkeitä vaikutuksia tähtitieteeseen.
fallout uusi vegas maalaisjärkeä media
Neutronitähdet muodostuu, kun tähdet, jotka ovat noin 8–20 kertaa Auringon massaa, päättävät elämänsä. Tähden ulommat kerrokset räjähtävät ulospäin supernovana, mutta ydin romahtaa alaspäin. Ydin alkaa satojen tuhansien kilometrien poikki, mutta supistuu alle 30 kilometriä leveään palloon. Kaikki ytimen atomielementtien protonit ja elektronit (sekä antineutriinot, jos pidät pisteet) yhdistyvät neutronien muodostamiseksi, jolloin syntyy neutronitähti.
Ne ovat uskomattoman, lähes kohtuuttoman tiheitä, joka sata miljoonaa tonnia on pakattu jokaiseen kuutiosenttimetriin materiaalia (nimeltään neutronium ). Tämä tekee niiden pinnan painovoimasta murskaavan, noin miljardi kertaa maapallon.
TO miljardia . Neutronitähdellä painoisin yhtä paljon kuin pieni vuori.
Neutronitähti on uskomattoman pieni ja tiheä, pakaten Auringon massan palloksi vain muutaman kilometrin poikki. Tämä taideteos kuvaa yhtä Manhattaniin verrattuna. Luotto: NASAn Goddard Space Flight Center
Mutta en olisi läheskään yhtä pitkä. Painovoima on niin voimakas, että kaikki, mikä yrittää kasaantua, murtuu litteäksi. Tämä pitää paikkansa myös maan päällä: Vuoret voivat nousta niin korkealle, ennen kuin oma paino saa ne romahtamaan; ylhäällä oleva tavara painaa sen alla olevaa tavaraa alas, joka sitten virtaa pois. Siksi korkeat vuoret on tehty kovasta kalliosta. Yritä tehdä yksi mudasta, eikä se nouse kovin korkealle ennen kuin romahtaa.
Tämä ongelma on miljardeja kertoja pahempi neutronitähdellä. Toinen ongelma on, että vuori tarvitsee tukea sen alla olevan kuoren avulla. Maan kuori voi kestää vain niin paljon painoa, ennen kuin paine saa sen muuttumaan, mikä rajoittaa myös vuorten kokoa.
Neutronitähdellä on myös materiaalikuori, ja se on paljon vahvempi kuin Maan. Mutta sata miljardia kertaa alaspäin suuntautuva voima jopa neutronitähtikuori voi kestää vain niin paljon.
Kuinka paljon?
maalaisjärkeä mediatyttö junassa
Taideteos, joka kuvaa neutronitähteä ympäröivää magneettikenttää. Luotto: Casey Reed / Penn State University
Tiedemiehet ovat käsitelleet tätä ongelmaa jo parin vuosikymmenen ajan, mutta se on vaikeaa. Ensinnäkin painovoima on niin vahva, että Isaac Newtonin yksinkertaisten matemaattisten kaavojen käyttäminen ei toimi. Sinun on käytettävä Einsteinin yleistä suhteellisuusteoriaa, joka on paljon monimutkaisempi, mutta ratkaisee yhtälöt helpommin.
Sinun on myös tiedettävä, kuinka vahva neutronitähtikuori on, ja se on kvanttimekaniikkaongelma, joka on ... vaikeaa. Voidaan kuitenkin tehdä arvioita, jotka helpottavat selvittämistä. Tavallinen vastaus on, että neutronitähden vuori voi nousta noin 10 senttimetriä ennen kuin se halkeaa kuoren läpi.
Tämän laskemiseen käytetty matematiikka tekee kuitenkin hauskan oletuksen: Vuori painaa koko kuorta eikä vain paikkaa, jolla se istuu. Tämä olettamus tekee matematiikasta paljon helpompaa, mutta näyttää selvältä, että sinulla on suuri ongelma paikallisesti tehdä vuori neutronitähdellä kauan ennen kuin koko kuori hajoaa.
Uusi teos tutkii asiaa. He havaitsevat, että vuoren kriittinen koko riippuu monista muista tekijöistä, kuten siitä, miten se on tehty (ehkä materiaali vedetään pois tähdestä tai jumalattoman vahva magneettikenttä auttaa nostamaan aineen pinnalta). Kun he tekevät laskelmansa, he huomaavat, että korkein vuori voi olla jopa senttimetriä korkea, mutta se voi olla alle millimetrin paikallisista olosuhteista riippuen.
Pyörivä neutronitähti, jolla on voimakas magneettikenttä, piilottaa subatomisia hiukkasia ympärilleen. Taideteos: NASA / Swift / Aurore Simonnet, Sonoma State University
Alle millimetrin korkea vuori! Se on kymmenen miljoonasosa korkeampi kuin Mauna Kea. Silti mittakaavassa kiipeäminen olisi edelleen miljardeja kertoja vaikeamman painovoiman vuoksi. Olen väsynyt kiipeämään muutaman tuhannen metrin täällä maan päällä, joten taidan laittaa neutronitähtien vaellussuunnitelmani odottamaan.
Toinen tapa ajatella sitä: Mauna Kean korkeus on 0,08% maan halkaisija. 1 mm: n vuoren korkeus neutronitähdellä on 0,000003% sen halkaisijasta. Pienen pieni. Neutronitähdet ovat sileä .
Kaikella tällä on mielenkiintoisia vaikutuksia. Neutronitähdillä on taipumus pyöriä nopeasti, ja niiden pyöriminen kestää muutaman sekunnin - joskus vain kourallisen millisekuntia. Ajan myötä tämä nopeus hidastuu, kun neutronitähti menettää pyörimisenergiansa eri tekijöille. Esimerkiksi sen voimakas magneettikenttä voi pyyhkiä ladatut subatomiset hiukkaset ympäröivään tilaan. Se toimii kuin laskuvarjo ja luo vetoa, joka hidastaa pyöritystä.
Mutta ne voivat myös säteillä painovoima -aaltoja ravistamalla kirjaimellisesti avaruusajan kangasta . Täysin symmetrinen pyörivä esine, kuten pallo tai jopa litteä pallo, ei säteile näitä aaltoja, mutta kaikki poikkeamat siitä tahtoa luo ne. Sano esimerkiksi kuoppa neutronitähden puolella. Tämä poistaa symmetrian ja luo gravitaatioaaltoja . Nämä aallot saavat energiansa tähden pyörimisestä, joten niiden syntyessä tähtien pyöriminen hidastuu.
Emme ole koskaan havainneet näitä aaltoja pyörivästä neutronitähdestä, mutta tutkijat toivovat näkevänsä ne jonain päivänä. Vuoren koko määrittää, kuinka paljon energiaa aalloilla on, joten jos haluamme koskaan havaita ne, meidän on ymmärrettävä, miten neutronitähtien vuoret käyttäytyvät.
miksi myrkky on luokiteltu sivulle 13
Lisäksi nämä laskelmat ovat sinänsä mielenkiintoisia. Neutronitähdet ovat kiehtovia ja kauhistuttavia ja perimmäinen syy monien vieläkin pelottavampien ilmiöiden, kuten magnetarien, takana (lue tämä magnetareista, jos uskallat). Joten mitä enemmän ymmärrämme heitä, sitä paremmin.
Ja se on vain siistiä. Vuori pienempi kuin hiekanjyvä, mutta joka painaa biljoonia ja biljoonia kertaa enemmän! Maailmankaikkeus on niin outo paikka, ja mitä enemmän opimme siitä, sitä kummallisemmaksi ja mahtavammaksi se muuttuu.
