천문학

중성자별이 실제 원소일 가능성이 있습니까?

중성자별이 실제 원소일 가능성이 있습니까?


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주기율표의 위로 올라갈수록(더 많은 양성자) 중성자 대 양성자의 비율도 꾸준히 증가합니다. 중성자별에는 양성자와 전자가 전혀 없다고 확신합니까, 아니면 양성자와 전자를 측정할 수 없을 정도로 중성자가 더 많을 수 있습니까? 아마도 중성자별은 우리가 구별할 수 있는 것보다 더 높은 중성자:양성자 비율을 가진 거대한 원소의 핵일 것입니다.


중성자별은 균질한 물체로 간주되어서는 안되며, 서로 다른 성질을 가지고 있습니다. 레이어 예를 들어 압력과 온도에 따라 다릅니다. 따라서 어떤 임계 온도 이하의 코어에서는 초전도체 양성자(또는 전하를 띤 바리온)를 가질 수 있으므로 원자를 찾을 수 없다는 의미입니다. 비어 있는 입자. 결론적으로 나는 이것이 어떻게 화학 원소의 정의에 포함될 수 있는지 모르겠습니다.

참조: 중성자별 1: 상태 및 구조 방정식. P. Haensel, A.Y. 포테킨, D.G.


이론적으로 대부분 중성자로 구성된 중성자별의 일부를 구성하는 '물질'은 다양한 출처에서 "중성자"로 언급되어 왔으며 그 중 하나는 공상과학 소설입니다.

나는 항상 이 '뉴트로늄'이 실제로 재미있는 운동이 될 것이라는 상상을 해왔습니다. 그러나 이 '물건'을 그 자체로 요소로 정의하려는 시도는 독점적인 양성자 질량 또는 선택에 대해 범주화하려는 동일한 시도를 수행하는 것과 다르지 않습니다. 이러한 구성 요소 중 어느 것도 원자 또는 요소를 단독으로 정의하지 않습니다.


원소로 간주되기 위해서는 양전하를 띤 핵이 있어야 합니다. 그들은하지 않습니다. 중성자별은 대체로 중성입니다.

그들은 주변 전자 구름을 가지고 있어야합니다. 이 전자들은 근처에 있는 다른 중성자 별 주위의 다른 전자들과 "궤도"를 공유해야 합니다. 그런 일은 일어나지 않습니다.

마지막으로, 이러한 규모에서 중력 상호작용이 우세합니다. 중성자 별이 약간의 양전하를 띠고 전자가 궤도를 도는 경우에도 다른 중성자 별과의 상호 작용은 여전히 ​​중력에 크게 의존합니다.

마지막으로, 중성자 별이 충전되어 있더라도 그 주위의 전자가 실제로 양자 역학에 의해 지배되는 일종의 궤도에 떨어질지 여부는 분명하지 않습니다. QM은 그러한 규모에서 발생하지 않는 경향이 있습니다.

결론적으로, 그들은 원자와 핵과 완전히 다릅니다.


중성자를 양성자 + 전자가 안으로 밀어 넣은 것으로 생각하십시오. 중성자 별은 많이 비슷합니다. 양성자를 만난 모든 전자는 중성자를 형성하도록 매우 강력하게 강요될 것입니다. 이것은 매우 많은 양성자와 전자를 포함하는 물체가 전자 축퇴 압력 한계 아래로 붕괴되었기 때문에 발생합니다. 아마도 붕괴 이전에는 정확히 같은 수의 양성자와 전자가 없었을 것입니다. 그리고 그 입자의 일부는 붕괴가 멈추기 전에 상응하는 것을 찾지 못했습니다. 따라서 특정 중성자별이 전체적으로 작은 양전하를 띠고 있고 아마도 약간의 양성자와 전자(중성자는 제외)를 포함할 가능성이 있습니다.

그러나 양성자, 중성자, 전자로 구성되어 있다고 해서 물질이 되는 것은 아닙니다. 양성자와 중성자로 구성되어 있다고 해서 물질이 원자핵이 되는 것은 아닙니다. 중성자별을 함께 묶는 힘은 원자핵을 묶는 힘과 관련이 없으며 그 속성도 매우 다릅니다.

양전하를 띤 폭풍 구름은 전자보다 더 많은 양성자를 가질 수 있지만 여전히 "원소"라고 불릴 수는 없습니다.


지구에 모든 원소가 존재하는 것은 우연의 일치일까요?

실험실에서만 생성할 수 있는 작은 반감기를 가진 일시적인 초우란 원소를 제외하고 주기율표의 모든 원소는 자연적으로 지구에 존재합니다. 나는 철보다 무거운 원소가 신성에서 나온다는 것을 알고 있지만 지구에 원소가 완전히 보충되어 있고 행성에 원소가 없을 수 있다는 것은 무엇입니까?

편집: 와우, 통찰력 있는 댓글이 너무 많습니다! 설명해주셔서 감사합니다. 우라늄에 이르는 모든 원소가 지구에서 자연적으로 발생하는 것은 아니지만 대부분은 발생합니다.

과거 초신성과 킬로노바는 이러한 원소를 많이 생성했습니다. 중력파에 대한 많은 뉴스를 얻은 충돌하는 중성자 별의 과거 발견은 태양에 많은 지구 질량의 금을 생성했습니다.

그러나 가장 중요한 것은 성간 매질의 난류 혼합입니다. 이 프로세스는 매우 짧은 시간에 무거운 요소를 혼합합니다. 따라서 사실상 모든 곳에서 동일한 주기율표 요소의 상대적인 풍부함은 거의 동일합니다. 천문학자들은 태양에 상대적인 무거운 원소의 함량을 설명하기 위해 금속성 Z라는 용어를 일상적으로 사용했습니다.

그러나 우리가 타원 은하나 은하의 헤일로의 일부 지역에 살았다면 알파 요소에 대한 상대적 패턴이 다를 가능성이 있습니다. 이것은 다를 수 있는 별의 인구 때문입니다. 더 많은 I형 대 II형 초신성은 이것을 바꿀 수 있습니다.

편집: 아래 수정 사항을 참조하십시오. 태양 질량이 아닙니다. 그러나 당신은 아이디어를 얻습니다


원소가 만들어지는 과정: 지구에 쏟아지는 폭발하는 별의 먼지 분석

크레딧: Dominik Koll, 저자 제공

우리 주변에 있습니다. 우리는 매일 삶에서 그것과 접촉합니다. 사실, 우리는 고대 별가루로 만들어졌습니다.

우리 주변의 모든 원자는 우주에서 가장 격렬한 폭발을 목격했습니다. 우주를 통한 그들의 여행은 상상할 수 있는 가장 길고, 가장 거칠고, 가장 외로운 여행입니다.

우리가 마시는 물의 수소는 모든 원소 중 가장 가벼운 원소로, 우주가 시작된 빅뱅으로 거슬러 올라갑니다. 우리의 혈액에 있는 철과 우리가 숨쉬는 공기에 있는 산소와 같은 더 무거운 원소는 별에서 위조되어 수명이 다했을 때 폭발할 때 방출되었습니다.

멀리 떨어진 별 폭발로 인한 먼지가 거의 감지할 수 없는 부드러운 비로 지구에 떨어지고 있습니다. 연구에서 나는 폭발하는 별이 지구의 역사에 어떤 영향을 미쳤는지 알아보기 위해 이 먼지의 흔적을 찾고 있으며 아마도 우주에서 가장 무거운 원소의 기원에 대한 단서를 찾을 수도 있습니다.

수년 동안 내 동료와 나는 우리가 집이라고 부르는 거대한 쓰레기통에서 신선한 별가루(또는 다른 종류의 성간 먼지)를 찾고 있습니다. 우리는 비교적 최근에(우주적 관점에서) 떨어진 먼지가 필요합니다. 왜냐하면 그렇게 하면 특정 폭발하는 별과 같은 사건과 위치를 추적할 수 있기 때문입니다.

특히, 우리는 철의 방사성 동위원소인 철-60(또는 ⁶⁰Fe)의 원자를 찾고 있습니다. 철-60은 주로 무거운 별에서 생산되고 우주 먼지와 운석에서 소량 발견되기 때문에 지구에서 매우 희귀합니다. 그러나 반감기가 260만 년이므로 여기에 도착한 원자는 붕괴되기 전에 오랫동안 머물러 있습니다.

지구에는 아주 적은 양의 철-60만이 비가 내립니다. 행성 표면의 각 제곱센티미터는 연간 몇 개의 원자를 받습니다. 1년 동안 혀를 내밀면 철-60 원자 몇 개만 맛볼 수 있습니다.

철-60을 찾기 위해 우리는 자연의 도움이 필요합니다. 지구 표면의 대부분은 방해받지 않고 시간이 지남에 따라 철-60을 농축하고 저장하는 "지질학적 기록 보관소"를 형성합니다.

바다 밑의 흔적

별에서 온 철-60은 2004년 "페로망간 지각"이라고 불리는 심해 암석층에서 처음 발견되었습니다. 이 단단한 철 함유 층은 매우 천천히 발달합니다. 백만 년 안에 지각은 몇 밀리미터만 성장할 것입니다.

이 지질학적 금고는 샘플을 채취하고 가속기 질량 분석이라고 하는 매우 민감한 기술을 사용하여 연구할 때까지 철-60을 보관했습니다.

2004년에 발견된 철-60은 지구가 약 2백만 년 전에 폭발하는 별(또는 초신성)로부터 성간 먼지의 유입을 경험했음을 시사했습니다. 2016년에 이것은 해양 퇴적물, 심해 지각 및 달의 암석에 대한 여러 독립적인 연구에 의해 확인되었습니다.

보다 최근에 해저에서 발견된 철-60의 흔적은 약 700만 년 전에 성간 먼지의 또 다른 유입을 밝혀냈습니다.

그래서 우리는 지구가 지난 수백만 년 동안 적어도 두 번 가까운 항성 폭발의 영향을 받았다는 것을 알고 있습니다. 수집된 데이터에 따르면 일부 철-60은 지난 수십만 년 동안 지구에 여전히 비가 내리고 있었을 수 있습니다.

지구와 달의 철-60 유입에 대한 기록이 있습니다. 세로축은 1평방센티미터에 1년에 몇 개의 철-60 원자가 떨어졌는지, 가로축은 현재로부터 수천 년 전의 시간을 나타낸다. 약 100,000년 전의 시간 창은 여전히 ​​크게 탐구되지 않았습니다.

오늘날에도 성간 먼지가 내리고 있습니까?

자연이 더 이상 우리를 도와주지 않기 때문에 최근에 성간 먼지를 찾는 것이 더 어렵습니다.

첫째, 몇 년 동안 가능한 철-60의 농도가 없습니다. 이것은 유용한 수의 철-60 원자를 찾기 위해 훨씬 더 넓은 영역에 걸쳐 샘플을 채취해야 함을 의미합니다.

둘째, 인간이 핵무기와 다른 핵 기술을 발명한 이후로 지구에는 새로운 방사성 동위원소가 많이 존재합니다. 따라서 오늘날 발견되는 철-60은 폭발하는 별이 아니라 인간이 만든 것일 가능성이 약간 있습니다.

철-60의 특징으로 최근의 성간 먼지를 찾을 수 있는 장소는 많지 않지만 그 중 하나는 외딴 남극 대륙의 순수한 눈에 있습니다. 그러나 성간 철-60이 포함되어 있는지 여부를 안정적으로 측정하려면 충분히 큰 샘플을 얻기 위해 수백 킬로그램의 눈을 수집해야 합니다.

2019년에 우리는 500kg의 남극 눈을 분석하고 10개의 철-60 원자를 발견했습니다. 우리가 모은 눈은 20년이 채 되지 않은 것으로 남극 대륙의 6제곱미터 면적에 1년에 내리는 양이었습니다.

철-60은 성간 기원이며 이전 측정에서 예상한 대로 완벽했으며 우리는 또한 근원에서 인간의 핵 활동을 배제했습니다. 이것은 초신성으로 인한 성간 먼지가 매일 우리에게 쏟아지고 있다는 첫 번째 증거였습니다.

우리는 이 결과를 확인하고 해양 퇴적물을 검색하여 지난 35,000년 동안 확장할 수 있었습니다. 모든 증거를 종합하면 우리는 이제 몇 년, 수천 년, 수백만 년 규모의 성간 먼지 유입에 대한 기록을 갖게 되었습니다.

고대 스타더스트의 미래

별똥별 사냥의 다음 단계는 무엇입니까? 첫째, 관측된 유입의 기원과 연결을 완전히 이해하기 위해 채워야 하는 100,000년 범위의 데이터에 여전히 격차가 있습니다.

또 다른 조사 라인은 철-60의 유입에 대해 우리가 알고 있는 것을 사용하여 훨씬 더 무거운 플루토늄-244를 찾는 것입니다. 이것은 8100만년의 반감기를 가진 플루토늄의 가장 오래 지속되는 방사성 동위원소입니다.

철보다 무거운 원소의 약 절반과 마찬가지로 플루토늄-244는 천체물리학적 r-공정이라고 하는 일련의 핵 반응에 의해 생성됩니다. 그러나 과학자들은 이 과정이 어떻게 작동하는지 이해하지만 우주의 어디에서 이러한 무거운 원소가 생성되는지 모릅니다.

초신성은 r-과정이 일어나기 위한 올바른 조건을 수반하는 것으로 믿어졌지만, 중성자별이 충돌할 때 많은 무거운 원소가 대신 생성될 수 있다는 증거도 있습니다.

이 문제를 밝히는 한 가지 방법은 초신성에서 유래한 것으로 알려진 철-60을 발견한 곳과 동일한 장소에서 플루토늄-244를 찾는 것입니다.

내 박사 과정에서 연구 나는 철-60 사냥의 ​​뿌리인 철망간 껍질로 돌아갈 것입니다. 우리가 플루토늄-244가 철-60을 따른다는 것을 발견한다면, 그것은 별의 r-과정을 가리킬 수 있습니다. 사냥이 계속되고 있습니다.

이 기사는 Creative Commons 라이선스에 따라 The Conversation에서 다시 게시됩니다. 원본 기사를 읽으십시오.


중성자 별 듀오의 탄생 가능성을 표시하는 낮은 키 초신성

작성자: Christopher Crockett 2018년 10월 17일 1

받은 편지함으로 이와 같은 기사를 보내십시오.

무거운 별은 폭발하여 중성자별을 만들기 전에 대부분의 질량을 잃었습니다. 그리고 두 번째로 가까운 중성자별은 도둑이었을 것입니다.

중간 패널에서 볼 수 있는 초신성 iPTF 14gqr 이전, 도중, 이후 순간이 나선 은하의 외곽에 나타났습니다.
SDSS / 칼텍 / 켁

작년에 중력파의 쓰나미가 지구를 덮쳐 멀리 떨어진 은하에서 두 중성자 별의 충돌을 예고했습니다. 이러한 충돌은 금, 백금, 우라늄과 같은 가장 무거운 원소의 탄생지로 보입니다.

이제, 비정상적으로 빠르게 밝아지는 초신성은 연구자들이 그러한 중성자 별 쌍이 처음에 어떻게 발생하는지 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 10월 12일에 발표된 연구에서 수석 저자인 Kishalay De(Caltech)는 "이것은 결국 중력(심지어 전자기)파를 병합하고 생성할 만큼 충분히 조밀한 조밀한 쌍성계를 생성한 초신성의 첫 번째 예"라고 말했습니다. 과학.

iPTF14gqr로 명명된 초신성은 9억 광년이 조금 넘는 거리에 있는 은하의 외곽에서 폭발했습니다. 2014년 10월 팔로마 천문대의 자동 검색인 팔로마 트랜지언트 팩토리(Palomar Transient Factory)가 밤하늘에서 깜박이거나 깜박거리는 것을 자동으로 탐지했습니다.

곧바로 이 초신성은 이상해 보였다. 대부분의 초신성은 최대 밝기에 도달하는 데 몇 주가 걸립니다. 이것은 7일 이내에 이루어집니다. 일반적으로 시간이 더 오래 걸리는 이유는 일반적으로 빛이 통과하는 방법에 많은 재료가 있기 때문입니다. 빠르게 밝아지는 것은 파편이 상대적으로 적다는 것을 의미합니다.

연구원들은 iPTF14gqr이 태양 질량의 5분의 1만을 방출했다고 추정합니다. 대부분의 초신성은 몇 개의 태양에 해당하는 가스를 방출합니다. 게다가 팀은 폭발 직전에 별이 태양보다 약 1.5배 더 무겁다고 추론했습니다. 그러나 별이 붐을 일으키려면 원래 질량이 태양보다 최소 8배 이상 커야 합니다.

무엇인가가 별의 질량 대부분을 벗겨냈음에 틀림없다. 연구팀은 가장 가능성이 높은 후보가 두 번째 중성자별이라고 주장한다.

연구원들이 이야기가 어떻게 진행되었는지 생각하는 방법은 다음과 같습니다. 두 개의 거대한 별이 한때 서로를 공전했습니다. 그 중 하나는 수명이 다해 폭발했고 핵은 중성자별이 되었습니다. 그런 다음 이 중성자별은 동반자 가스의 대부분을 제거했습니다. 두 번째 별이 폭발하여 초신성 iPTF14gqr로 알려지게 되었을 때 가스는 얼마 남지 않았습니다. 이 폭발은 또한 중성자별을 남겨 두 개의 중성자별을 좁은 궤도에 남겼습니다.

이 연구에 참여하지 않았지만 발견을 뒷받침하는 이론적 토대를 마련하는 데 도움을 준 Thomas Tauris(덴마크 오르후스 대학)는 “매우 흥분됩니다. "이 초신성은 본에 있는 우리 컴퓨터에서 순수한 이론적 개념으로 처음 발견되었으므로 관찰자가 이제 그들의 존재를 자세히 확인할 수 있다는 것은 정말 환상적입니다."

De와 Tauris는 이 별의 가스를 훔친 도둑의 정체가 약간 불확실하다고 경고합니다. "[그것이] 백색 왜성인지, 중성자별인지, 아니면 블랙홀인지 우리는 말할 수 없습니다."라고 Tauris는 말합니다. 폭발로 이어지는 엄청난 양의 질량 손실은 매우 가까운 무언가로부터의 강력한 중력 인력을 의미하며 중성자별이 그 설명에 적합하다고 De는 말했습니다. Tauris는 또한 중성자별이 우주에서 얼마나 흔한 중성자별의 조상인지에 대해 천문학자들이 알고 있는 사실에 근거하여 중성자별이 범인일 가능성이 가장 높다고 주장합니다.

거의 10억 광년 거리에 있는 것으로 추정되는 중성자별의 고에너지 복사는 너무 희미하여 감지할 수 없다고 De는 말합니다. “아마도 언젠가 우리는 가까운 은하에서 5천만 광년 이내에 그러한 사건을 보게 될 것입니다. 그러면 흥미로운 테스트를 시도할 수 있습니다.”


중성자별이 실제 원소일 가능성이 있습니까? - 천문학

더 자세한 평가는 리뷰를 참조하세요.



요약 검토
출처 평가 데이트 리뷰어
The NY Rev. of Books . 1/7/2021 프리얌바다 나타라잔
퍼블리셔스 위클리 . 11/6/2020 .

    "Moskvitch는 Zwicky에게 그녀의 책을 헌정하고 그의 아이디어를 정당화하며 우주에 대한 우리의 견해를 형성하는 데 중요한 우주 표지인 초신성을 예측하고 감지한 공로를 인정했습니다. (…) Moskvitch는 1967년 Jocelyn Bell의 첫 번째 펄서 발견을 시작으로 지금까지 천문학자들이 전파 망원경을 사용하여 배운 것과 중성자 별의 조용한 중얼거림과 짜증에 어떤 수수께끼가 남아 있는지에 대한 흥미진진한 설명을 제공합니다. 그녀는 2017년 8월 두 중성자별의 충돌에 대한 최초의 관찰에 대한 놀라운 설명으로 시작합니다.' - Priyamvada Natarajan, New York Review of Books

중성자별은 그들보다 앞서서 형성을 일으키거나 블랙홀의 기운을 지닌 초신성만큼 화려하지 않을 수 있지만, 그 자체로는 놀랍습니다. 우리 태양보다 몇 배나 무거운 거대한 별들' 초밀도가 맞습니다. 그들의 질량은 태양의 질량보다 약간 더 큽니다. 중성자별의 상한선은 약 2.17 태양 질량입니다. 더 큰 몸체는 블랙홀을 형성합니다. 질량은 작은 구로 압축되어 있으며 지구에서 발견되는 것보다 훨씬 더 큰 자기장 및 중력장과 함께 제공됩니다. 에 중성자 별 Katia Moskvitch는 중성자 별의 발견 및 연구에 대한 역사(대부분은 매우 최근)를 둘러보는 구불구불한 여행을 제공할 뿐만 아니라 이러한 특이한 물체에 대한 즐거운 개요에서 (기본) 과학의 많은 부분을 제공합니다.
Moskvitch는 2017년 두 개의 중성자별 충돌 감지로 시작합니다. 콴타 매거진 당시 Neutron-Star Collision Shakes Space-Time and Lights Up Sky -- 처음으로 포착되었습니다. 그녀는 중성자 별 병합이 "너무나 많은 우주 수수께끼에 대한 통찰력의 대성공을 이끌어 냈으며, 그 중 하나는 위대한 과학적 발전으로 간주될 것"이라고 언급했으며 그녀의 설명에서 이에 대한 많은 부분을 다루고 있습니다. 그 외에도 그녀는 "훨씬 더 큰 보상은 다중 메신저 천문학이라고 불리는 우주를 관찰하는 완전히 새로운 방법의 시작이었다"고 주장합니다. 중성자 별 이것은 천문학의 현재 관행과 우주와 우주에 대한 더 큰 그림을 얻기 위해 결합하여 사용할 수 있는 다른 종류의 '망원경' 및 기타 형태의 탐지기에 대한 설명입니다. 진행 중)에 있습니다. 그래서 그녀는 개인적인 이야기에 많은 초점을 맞추고 있으며, 현장의 많은 과학자들과 발견과 관찰에서 그들의 다양한 역할을 소개합니다.
2017년 이벤트는 LIGO(레이저 간섭계 중력파 관측소)와 Virgo에 의해 중력파로 처음 감지되었지만 Moskvitch는 또한 다른 형태의 측정, 특히 라디오 다양한 주파수를 다루는 망원경. 유용하고 매우 인상적인 NICER(중성자 별 인테리어 구성 탐색기)는 아마도 책의 여행 예산을 초과했을 것입니다. 그것들은 외딴 곳에 있는 경향이 있고 놀라운 구조이기 때문입니다(다수의 좋은 컬러 ​​사진을 제공하는 데 도움이 됩니다). (아이러니하게도 오늘날 대부분의 '관측'이 오늘날 지구상의 거의 모든 곳에서 쉽게 처리될 수 있기 때문에 아이러니하게도 이러한 대부분의 장소에 실제로 현장에 있는 천문학자는 거의 없습니다.) Parkes 전파 망원경의 움직이는 접시는 정확히 요점에 있지는 않지만 논의에 좋은 차원을 추가합니다. 언급한 바와 같이, 중성자별의 과학만큼 천문학의 실천에 관한 것입니다.
과학도 등장합니다. 이론, 발견, 발전에 대한 연대순 설명이 아니라 덩어리 단위로 나옵니다. Moskvitch가 인정하듯이, "과학자들은 여전히 ​​이 초고밀도 물체의 내부 작동 원리를 밝혀내지 못했다"는 많은 것이 여전히 미스터리로 남아 있습니다. 그녀는 몇 가지 가능한 설명에 대한 개요를 제공하지만 지배적인 이야기는 실제 관찰(다양한 형태로)과 그로부터 끌어낼 수 있는 결론, 점점 더 조밀해지는 웹(모든 것을 파악할 수 있을 만큼 충분히 가까이 있지 않은 경우)입니다. 아직). 그리고 펄서(회전하는 중성자별)의 정밀도와 같은 관심 있는 2차 관측도 있습니다. "독립적인 펄서에 의해 생성된 복사 펄스는 매우 규칙적이고 정확한 시간에 맞춰져 있어 10년 단위로 가장 좋은 펄서는 안정성을 위해 원자 시계와 경쟁할 수 있습니다." , 흥미로운 잠재적 응용 프로그램이 있습니다.
등장하는 그림은 정말 놀랍습니다. 우주는 거의 측량할 수 없을 정도로 광대합니다. 그녀가 아무렇지 않게 언급한 것처럼 "관측 가능한 우주에는 최소한 2조 개의 은하가 있으며, 광대한 우주 어딘가에서 초당 대략 10개의 별이 초신성으로 이동합니다." 큰 도전은 항상 이러한 먼 사건이 발생했을 때 단순히 (일부) 포착하는 것이며(물론 후유증도 물론 드러날 수 있지만) Moskvitch는 과학자들이 종종 우연히 이러한 사건을 잘 접하는 방법을 포착합니다. 의미심장하게도, 현대 기술은 과학자와 관측소 사이에 훨씬 더 큰 협력을 가능하게 하여 그녀가 선전하는 '다중 메신저 천문학'과 그 명백한 이점(사건에 대한 훨씬 더 완전한 그림을 만드는 데 도움이 되는 다양한 종류의 독서)도 가능하게 합니다. 그녀는 또한 과학자들이 이러한 사건과 관찰 중 일부에서 도출할 수 있었던 결론 중 일부를 제시합니다. 즉, 너무 많고 수 광년 떨어진 물체와 사건에 대해서는 도달할 수 없다고 생각했을 수도 있는 세부 사항입니다.
중성자 별 이 책은 중성자별에 대한 확실한 개요와 현재 과학이 어떻게 이를 이해하고 있는지 알려줍니다. 어떤 면에서는 잘 알려져 있지만 아직 많은 수수께끼가 남아 있습니다. Moskvitch의 열정과 일부 발견(발견의 철회 또는 출판 실패를 포함하는 다른 기이함과 끝)과 관련된 활발한 활동에 대한 그녀의 설명은 실제 현대 과학을 훌륭하게 포착합니다. 국내 세부 사항을 포함하여 그녀의 개인적인 이야기 사용은 [내 생각에는 불행하지만 당신이 할 수 있는 일은 . ] 과학 저술의 현대적 경향과 확실히 텍스트에 활기를 불어넣는 데 도움이 됩니다. 많은 과학 연구와 보도에서 남아 있는 성 격차를 감안할 때, 그녀는 또한 이 분야의 공헌을 강조하는 그녀의 능력도 있습니다. 더 이상 인간의 세계와는 거리가 멀다. (그녀가 Jocelyn Bell의 기여에 대해 언급하는 것을 보는 것은 특히 좋습니다(그리고 그녀가 어떻게 기여했는지/충분한 크레딧을 받지 못했는지 .).)
현대 천문학의 실천과 가능성에 대한 열정으로, 중성자 별 이 직업 경로를 고려하는 학생들과 적어도 이 분야에서 과학이 어떻게 '작동'하는지에 관심이 있는 모든 사람에게 확실히 권장됩니다. 중성자 별 자체는 조금 더 미스터리로 남아 있습니다. Moskvitch의 일부 챕터에는 'Deeper Dives'가 포함되어 있어 별에 대해 얼마나 많은 정보가 있고 배울 수 있는지 제안하는 특정 측면을 탐구합니다.
사무용 겉옷, 중성자 별 이 책은 최근 몇 년 동안 눈에 띄게 발전한 과학 분야와 유망한 작업이 많이 가능한 분야에 대해 재미있게 읽을 수 있습니다.


작은 글씨: 다음 댓글은 게시한 사람의 소유입니다. 우리는 어떤 식으로든 그들에 대해 책임을 지지 않습니다.

이름 그대로 (점수: 2)

중성자 별은 실제로 중성자로 이루어져 있습니다

우리 모델이 정확하다는 더 많은 확인을 받는 것이 좋습니다. 그러나 중성자 별은 또 무엇으로 만들어질까요? 그러한 조밀한 물질 덩어리가 중성자 이외의 다른 것으로 구성되어 있다는 것이 상상할 수 있습니까?

Re:이름 그대로 ( Score: 5, Informative)

그러한 조밀한 물질 덩어리가 중성자 이외의 다른 것으로 구성되어 있다는 것이 상상할 수 있습니까?

예. 쿼크 별[wikipedia.org]도 있습니다.

Re: ( 점수: 2)

Re:이름 그대로 ( Score: 5, Informative)

블랙홀도 있습니다. 그러나 문제는 중성자별이 무엇으로 만들어졌는가였습니다.

중성자별과 쿼크별은 연속체에 존재하며, 밀도가 더 큰 중성자별[wikipedia.org]은 외부 중성자 층과 쿼크 내부 코어, 그리고 표면에 일반 핵의 얇은 층이 있을 수도 있습니다.

블랙홀은 완전히 다릅니다.

Re: ( 점수: 2)

Re:이름 그대로 ( Score: 5, Funny)

블랙홀도 있습니다. 그러나 문제는 뉴런 별이 무엇으로 만들어졌는지였습니다.

Re: ( 점수: 2)

쿼크 별보다 더 밀도가 높은 것들이 있을 수도 있습니다. 우리는 현재 쿼크가 붕괴할 수 있는 더 작은 하위 쿼크 입자가 있다고 믿을 이유가 없지만 쿼크 별의 핵에 있는 에너지는 LHC를 완두콩 슈터처럼 보이게 만듭니다. 그래서 누가 알겠습니까?

또한 이상한 별(Strange Stars) - 물질이 이상한 쿼크로 변환된 원시 쿼크 별이 있을 수 있습니다. 이 쿼크는 정상적인 Up 및 Down 쿼크보다 약 30배 더 무겁습니다. 그런 전환이 불가능하다고 믿을 만한 이유가 있는 것 같아요

Re: ( 점수: 2)

아마 톱스타는 아닐 것이다. 어떤 밀도에서 별은 붕괴를 방지하는 어떤 형태의 퇴화 물질이 있더라도 블랙홀이 됩니다.

Re: ( 점수: 2)

블랙홀이 되면 붕괴를 막을 수는 없습니다. 일단 사건의 지평선을 넘으면 인과율은 안쪽으로만 흐를 수 있습니다(빛의 속도 = 인과성의 속도). 즉, 더 안쪽에 있는 물질이 당신을 지원할 방법이 없습니다. 물론 그 지점을 넘어서는 일종의 이국적이고 꿈도 꾸지 못한 물리학이 있는 경우가 아니라면 말입니다.

물론 우리는 사건의 지평선이 실제로 존재한다는 귀중한 직접적인 증거가 거의 없으며 상대성 이론의 상대적으로 미미한 재구성으로 인해 사건의 지평선이 실제로 존재하지 않을 수 있습니다. 만약

Re: ( 점수: 2)

"*그렇지 않으면* 붕괴를 방지합니다."

그러나 당신의 말은 다소 강력한 진술입니다. 우리의 이론은 블랙홀 내부의 이상한 것들을 예측합니다. 시공간 도표를 살펴보면 반지름과 시간 축이 뒤집힌 것을 알 수 있습니다. 그러한 경우에 방사형 양자 축퇴 압력(또는 그 문제에 대한 중력)이 어떻게 생겼는지에 대해 너무 열심히 생각하지 않을 것입니다. 왜냐하면 그러한 기이함은 이론이 해당 영역에 적용할 수 없다는 신호라는 것이 일반적으로 받아들여지기 때문입니다.

Re: ( 점수: 2)

그것은 전적으로 별의 질량에 달려 있습니다. 퇴화 물질 항성 물체가 같은 질량의 블랙홀에 대한 사건의 지평선보다 약간 더 크면 블랙홀을 얻지 못할 것입니다.

그리고 내가 기억하는 바와 같이 물체가 확실히 붕괴될 "임계 밀도" 또는 대안적으로 블랙홀의 평균 밀도는 질량에 따라 크게 변합니다.

Re: ( 점수: 3, 웃긴)

나는 정치인들의 천박함에 대해 농담을 하려고 생각하다가 중성자별의 질량을 구성하기 위해 엄청난 양의 정치인들을 우주로 보내야 한다는 것을 깨달았습니다. 그래서 우리는 모든 변호사를 거기에도 보낼 수 있습니다!!
그런 다음 XKCD의 Randall Munroe가 "두더지 한 두더지가 어떻게 생겼을까"라는 사고 실험이 떠올랐습니다.
https://what-if.xkcd.com/4/ [xkcd.com]

Re:이름 그대로 ( Score: 5, Informative)

나는 정치가들의 천박함에 대해 농담을 하려고 생각하다가 중성자별의 질량을 구성하기 위해 엄청난 양의 정치인들을 우주로 보내야 한다는 것을 깨달았습니다.

중성자별의 최소 크기는 약 1.4 태양 질량 또는 2.8e30 kg입니다. 평균 정치인의 질량이 75kg인 경우 3.7e28 또는 약 50몰의 정치인이 필요합니다.

하지만 작동하지 않을 것입니다. 문제는 정치인들이 다른 사람들과 마찬가지로 수소 및 기타 가용성 핵을 많이 포함하고 있다는 것입니다. 따라서 퇴화하는 중성자로 붕괴되는 대신에 점화되어 별을 형성합니다. 마침내 붕괴되기에 충분한 에너지를 태우려면 수십억 년이 걸릴 것입니다.

Re:이름 그대로 ( Score: 5, Funny)

문제는 정치인들이 다른 사람들과 마찬가지로 수소 및 기타 가용성 핵을 많이 포함하고 있다는 것입니다. 따라서 퇴화하는 중성자로 붕괴되는 대신에 점화되어 별을 형성합니다. 마침내 붕괴되기에 충분한 에너지를 태우려면 수십억 년이 걸릴 것입니다.

Re: ( 점수: 3)

중성자 별의 최소 크기는 약 1.4 태양 질량입니다.

1.4 M_sun은 백색 왜성의 최대 질량("찬드라세카르 한계")입니다.
이것은 종종 중성자별에 대한 "표준" 질량으로 사용됩니다.
실제 측정이 없습니다.
그러나 중성자 별은 최소 질량이 더 낮을 수 있습니다.

Re: ( 점수: 2)

5월뿐만 아니라 1M_sun에 가까운 꽤 좋은 질량 추정치를 가진 중성자별이 관찰되었습니다.

이론적으로 중성자별은 중성자 붕괴를 방지하기에 충분한 중력이 없는 약 0.1 M_sun까지 안정적으로 유지될 수 있습니다. 초신성에서 이것들 중 하나를 생성할 수는 없지만 다른 방법으로 얻을 수는 있습니다. 덩어리는 아마도 두 중성자별의 합병으로 인해 발생했을 것입니다.

Re: ( 점수: 2)

중성자별은 일반 상대성 이론에 의해 설정된 한계인 태양 질량 3보다 클 수 없습니다. 최대 중성자별 질량은 EOS의 강성에 의해 결정될 것으로 보이며, 약 .5태양질량으로 예상된다. 중성자별도
최소 질량 제한이 있습니다. 최소 안정 중성자별 질량은 약 0.1 태양질량이지만 보다 현실적인 최소값은 초신성의 중성자별 기원에서 비롯됩니다.

그것은 위의 eso 종이에서 가져온 것입니다.

Re: ( 점수: 3)

"최종 붕괴에 충분한 에너지를 태우려면 수십억 년이 걸릴 것입니다."

정말 필리버스터네요.

Re: ( 점수: 2)

블랙홀 증발만큼 길지는 않습니다. 10^74년입니다.

Re: ( 점수: 2)

Re: ( 점수: 2)

그러한 조밀한 물질 덩어리가 중성자 이외의 다른 것으로 구성되어 있다는 것이 상상할 수 있습니까?

아마도 중성자 별은 암흑 물질의 부차적 순서를 가질 것입니다. . . ?

스트론초의 다섯 지구 질량( 점수: 2)

별의 핵심에는 이상한 쿼크 물질이 있을 수 있습니다.

나는 충돌이 5개의 지구 질량의 스트론조를 생성하는 것이 두려웠습니다!

Re: ( 점수: 3)

Re: ( 점수: 1)

작업이 확인됩니다. 중성자 별은 실제로 중성자로 구성되어 있습니다.

그렇지 않은 것으로 판명되면 이름을 바꾸다 그들? 예를 들어 "잘 이해되지 않는 이국적인 플라즈마"로 만들어진 것으로 판명되면 "PUEP 스타"로 이름을 바꾸겠습니까?

ESO는 전체 논문에서 수치를 뺀 것입니다( 점수: 4, 정보 제공)

Re: ( 점수: 2)

스트론튬(점수: 5, 흥미롭음)

팽창하는 가스 공의 스트론튬은 350 및 850 나노미터 파장의 빛을 흡수합니다.

이것은 가시광선의 범위와 거의 정확히 일치합니다.

스트론튬은 가시광선을 효율적으로 방출하기 때문에 플레어 및 기관총 추적 탄약에 사용됩니다.

다음에 플레어를 보게 되면 그것을 가능하게 한 중성자별을 떠올릴 것입니다.

Re: ( 점수: 2)

팽창하는 가스 공의 스트론튬은 350 및 850 나노미터 파장의 빛을 흡수합니다.

This almost exactly matches the range of visible light.

Strontium is used in flares and machine gun tracer ammunition because of its efficient emission of visible light.

Next time I see a flare, I will think of the neutron stars that made it possible.

Visible light is 380 to 740 nm, so 850 nm is in the Near Infrared.

Moreover, this is an absorption spectrum (not emission), and it is in those two waveleng

Re: ( Score: 2)

Our LTE models with abundances from a solar-scaled r-process and metal-poor star abunances all show that Sr produces a strong feature centred at an observed wavelength of 800 nm, as well as features shortward of 400 nm, for our adopted blueshift (Fig. 3, see also Extended Data Fig. 3). The restframe wavelengths of the longer wavelength features are 1,000&ndash1,100 nm. It is worth noting that Sr is typically considered an s-process element because only about 30% of the cosmic (solar) abundance is produced by the r-process18,19. For this reason it has not always been considered in kilonova simulations. However, it is one of the more abundant r-process elements, accounting for at least a few percent by mass of all r-process elements19. Of all the r-proces elements Sr displays by far the strongest absorption features in this region of the spectrum (Ex-tended Data Figs. 2 and 3). The lanthanide elements, and especially Ba, produce strong absorption but only in the optical region shortward of about 650 nm. The spectral features we observe can therefore only be Sr, an element produced near the first r-process peak.


Is it possible neutron stars are actual elements? - 천문학

For an independent study course at my high school, I am researching the formation of the elements, both light and heavy. I have some basic understanding of how this is done, and I have also found some technical information that at this time I don't understand. Can you point me to some good articles on the topic, or perhaps cover some more advanced materials yourself?

The lightest elements (hydrogen, helium, deuterium, lithium) were produced in the Big Bang nucleosynthesis. According to the Big Bang theory, the temperatures in the early universe were so high that fusion reactions could take place. This resulted in the formation of light elements: hydrogen, deuterium, helium (two isotopes), lithium and trace amounts of beryllium.

Nuclear fusion in stars converts hydrogen into helium in all stars. In stars less massive than the Sun, this is the only reaction that takes place. In stars more massive than the Sun (but less massive than about 8 solar masses), further reactions that convert helium to carbon and oxygen take place in succesive stages of stellar evolution. In the very massive stars, the reaction chain continues to produce elements like silicon upto iron.

Elements higher than iron cannot be formed through fusion as one has to supply energy for the reaction to take place. However, we do see elements higher than iron around us. So how did these elements form? The answer is supernovae. In a supernova explosion, neutron capture reactions take place (this is not fusion), leading to the formation of heavy elements. This is the reason why it is said that most of the stuff that we see around us come from stars and supernovae (the heavy elements part). If you go into technical details, then there are two processes of neutron capture called rapid process (r-process) and the slow process (s-process), and these lead to formation of different elements.

For more details, refer the following websites:

This page was last updated June 27, 2015.

저자 소개

Jagadheep D. Pandian

Jagadheep built a new receiver for the Arecibo radio telescope that works between 6 and 8 GHz. He studies 6.7 GHz methanol masers in our Galaxy. These masers occur at sites where massive stars are being born. He got his Ph.D from Cornell in January 2007 and was a postdoctoral fellow at the Max Planck Insitute for Radio Astronomy in Germany. After that, he worked at the Institute for Astronomy at the University of Hawaii as the Submillimeter Postdoctoral Fellow. Jagadheep is currently at the Indian Institute of Space Scence and Technology.


Astronomy Real Star Power

Astronomy has to be one the most humbling of all subjects to study. Just the thought of our universe, being like a grain of sand in a sandy shore of universes, is enough to make me want to crawl back under the sheets. Everything just seems so immense, andbeyond comprehension. Where does it end? Is it possible to get to the end of space? Astronomy tries to come up those answers. Like any science, Astronomy asks far more questions then it can answer. But, that's part of what makes it so fascinating. Ever since the first adventurer wondered what was beyond the nexthorizon, humans have been trying to expand their boundaries. Astronomy is carrying on that fine tradition. It's a pretty big horizon, and maybe one that doesn't end? Who knows, only astronomers of the future will be able to answer that question.

We don't have to go that far with astronomy, to be truly fascinated. Our own friendly sun has some pretty interesting things going on. Did you know, that the sun moves at a rate of 12 miles per second. That's 720 miles per minute, or 43,200 miles per hour. Good thing it's got a big gas tank huh? And it's moving towards the constellation Hercules. Better get out of the way Herc! Another interesting astronomy tidbit here. I bet you thought the sun was about the hottest thing around. Well, not even close. The surface of the sun is hot, at about 10,000 degreesfarenheit . But, there is something here on earth that is 3 times hotter. Care to guess? Some people have even been touched by it, and lived to tell the story. Lightening is 30,000 degreesfarenheit . Cool huh? One more startling sun fact. There are 92 natural elements on earth. You remember that periodic table of elements from high school science, those elements. Well, two thirds of those elements have been identified in the sun. Not sure who checked, but they are there. And, scientists believe that the other third are most likely in the sun as well. Hard to believe our home planet full of water could be so closely related to that big fiery ball of gas. Astronomy spins a pretty fascinating tale.

Like those adventurers who came before us and were drawn to venture beyond their horizon. I believe that star gazers of today will be our future boundary busters. It may have been a while since people have walked on the moon. But it's just a question of time. Human nature justdoesn't allow us to settle for what we have. We're always looking beyond. And astronomy is building that map, and trying to help break down those boundaries of today. It's not only fascinating to imagine where we will go next, but essential to our survival. We are spending the resources of this planet at an alarming rate, and sooner before later things will run out. The planet will survive of course, but we may not. It is time to venture out, and find another planet like earth. Not just for the sake of discovery, but because we need to. Soon. Hopefully, we will arrive there smarter, and a little more careful. In the mean time, astronomy is paving the path for ours and future generations to follow.


Is There an Element Zero?

The periodic table contains a wide array of elements, numbered from one (hydrogen) to 118 (oganesson), with each number representing the number of protons stored within an atom's nucleus. Scientists are constantly working to create new elements by cramming more and more protons into nuclei, expanding the periodic table. The effort sparks curiosity and questions: Can the table be enlarged in the opposite direction? Is it possible to make an element zero? Does it already exist?

"Element zero" has been a matter of conjecture for nearly a century, and no scientist searched more ardently for it than German chemist Andreas von Antropoff. It was Antropoff who placed the theoretical element atop a periodic table of his own devising, and it was also he who thought up a prescient name for it: neutronium.

You don't widely hear Antropoff''s name today, as his Nazi leanings earned the scientist international disgrace. You do, however, hear about neutronium. Today, the term commonly refers to a gaseous substance composed almost purely of neutrons, found within the tiniest, densest stars known to exist: neutron stars.

Neutron stars are the collapsed cores of large stars. Just twenty kilometers wide, they hold the mass of one to three Suns. The incredible mass comes from how they are composed. The stars are made up almost entirely of neutrons clumped together by intense gravity. Neutrons normally exist only within nuclei of atoms, making their congregation an astronomical rarity, and deserving of a cool name, the aforementioned "neutronium". (Image: The structure of a neutron.)

But is the stuff also worthy of the title "element zero"? Neutronium is theoretically devoid of protons, so on face value it fits the bill, as no protons would mean no atomic number. With that said, such a definition would certainly require some creative thinking. Neutronium only dwells under the crushing gravity of a neutron star. Extract a teaspoon of the stuff (roughly equal to the mass of a mountain) and it will decay almost instantly with "tremendous" radioactivity. To consider neutronium a stable element we'd almost need to think of a neutron star as an atomic nucleus.

(Author's Note: Some learned commenters have correctly pointed out that elements don't have to be long-lasting to be considered elements. This strengthens the case for neutronium as element zero!)


Hubble Detects Unexplained Near-Infrared Emission from Neutron-Star Merger

Several billion years ago, a short gamma-ray burst unleashed more energy in a half-second than our Sun will produce over its entire 10-billion-year lifetime. In May 2020, light from the event, dubbed GRB 200522A, finally reached Earth and was first detected by NASA’s Neil Gehrels Swift Observatory. The NASA/ESA Hubble Space Telescope quickly captured the glow within just three days after GRB 200522A and determined its near-infrared emission was 10 times brighter than predicted, defying conventional models.

This image shows the glow from the GRB 200522A kilonova caused by the merger of two neutron stars. Image credit: NASA / ESA / W. Fong, Northwestern University / T. Laskar, University of Bath.

Lasting less than two seconds, short gamma-ray bursts are among the most energetic, explosive events know in the Universe.

Astronomers think these events caused by the merger of two neutron stars.

Such mergers are very rare and extremely important because scientists think they are one of the main sources of heavy elements in the Universe, such as gold and uranium.

Along with a short gamma-ray burst, astronomers expect to see a kilonova whose peak brightness typically reaches 1,000 times that of a classical nova.

Kilonovae are an optical and infrared glow from the radioactive decay of heavy elements and are unique to the merger of two neutron stars, or the merger of a neutron star and a black hole.

“It’s amazing to me that after 10 years of studying the same type of phenomenon, we can discover unprecedented behavior like this,” said Dr. Wen-fai Fong, an astronomer at Northwestern University.

“It just reveals the diversity of explosions that the Universe is capable of producing, which is very exciting.”

“These observations do not fit traditional explanations for short gamma-ray bursts,” she added.

“Given what we know about the radio and X-rays from this blast, it just doesn’t match up. The near-infrared emission that we’re finding with Hubble is way too bright.”

This illustration shows the sequence for forming a magnetar-powered kilonova, whose peak brightness reaches up to 10,000 times that of a classical nova: (i) two orbiting neutron stars spiral closer and closer together (ii) they collide and merge, triggering an explosion that unleashes more energy in a half-second than the Sun will produce over its entire 10-billion-year lifetime (iii) the merger forms an even more massive neutron star called a magnetar, which has an extraordinarily powerful magnetic field (iv) the magnetar deposits energy into the ejected material, causing it to glow unexpectedly bright at infrared wavelengths. Image credit: NASA / ESA / D. Player, STScI.

To pinpoint the precise distance of GRB 200522A’s host galaxy, Dr. Fong and colleagues used the Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS) and DEep Imaging and Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) instruments installed on telescopes at the W. M. Keck Observatory.

They determined the burst came from a young, star-forming galaxy located at a distance of 5.5 billion light-years.

They also analyzed GRB 200522A’s afterglow in X-ray with Swift Observatory, optical and near-infrared with Las Cumbres Observatory Global Telescope, Hubble, and in radio wavelengths with the Very Large Array.

But what the researchers saw was too bright to be explained even by a traditional kilonova.

“As the data were coming in, we were forming a picture of the mechanism that was producing the light we were seeing,” said co-author Dr. Tanmoy Laskar, an astronomer at the University of Bath.

“As we got the Hubble observations, we had to completely change our thought process, because the information that Hubble added made us realize that we had to discard our conventional thinking, and that there was a new phenomenon going on.”

“Then we had to figure out what that meant for the physics behind these extremely energetic explosions.”

The scientists provide one possible explanation for the unusually bright blast: while most short gamma-ray bursts probably result in a black hole, the neutron star merger in this case may have instead formed a magnetar, a supermassive neutron star with a very powerful magnetic field the magnetar deposited a large amount of energy into the ejected material of the kilonova, causing it to glow even brighter.

“What we detected even outshines the one confirmed kilonova discovered in 2017,” said co-author Jillian Rastinejad, a graduate student at Northwestern University.

“As a first-year graduate student working with real-time data for the first time when this burst happened, it’s remarkable to see our discovery motivate a new and exciting magnetar-boosted model.”

With such an event, the team expects the ejecta from the burst to produce light at radio wavelengths in the next few years.

“Follow-up radio observations may ultimately prove the origin of the burst was indeed a magnetar,” the authors said.

W. Fong et al. 2020. The Broad-band Counterpart of the Short GRB 200522A at z=0.5536: A Luminous Kilonova or a Collimated Outflow with a Reverse Shock? AJ, in press arXiv: 2008.08593


비디오 보기: 마그네타 - 작지만 무시무시한 별 (팔월 2022).