미스터리는 죽은 별의 시체 안에 숨어 있습니다. 초신성 폭발로 특정 유형의 별이 죽을 때 형성된 중성자 별은 우주에서 가장 밀도의 형태의 물질입니다. 블랙홀은 유일한 밀도이지만, 정상 물리학의 한계를 완전히 탈출하여 더 이상 중요하지 않습니다. 중성자 별의 원자는 중력에 의해 너무 단단히 압박되어 고장 났고, 내부의 양성자와 전자는 함께 섞어 중성자를 만들어 태양보다 큰 질량을 포함하는 작은 도시의 크기를 남깁니다. 중성자 별 질량의 약 95 %는 순수한 중성자이지만 물리학 자들은 밀도가 절정에 이르는 중심에서 어떤 일이 일어나는지 궁금합니다. 중성자가 구성 쿼크와 글루온으로 더 나빠 집니까? 쿼크 중 일부는 일반적인 "위"와 "다운"맛에서 변신하여 평범한 문제에서 찾을 수없는 더 이상하고 무거운 "이상한 쿼크"가 되나요? 입자는 점도가없는 슬로 슈를 느리게하지 않는 초 유체라고 불리는 극단적 인 물질 상태를 형성합니까?
과학자들은 두 개의 중성자 별이 서로 눈에 띄고 블랙홀이 될 때 발생하는 빛과 중력파를 연구 함으로써이 기괴한 신체의 내부 작업을 이해하는 데 한 걸음 더 다가갔습니다. 중력파는 큰 덩어리가 움직일 때 시공간의 접힘입니다. 과학자들은 2015 년에 중력파를 감지 할 수있는 능력 만 얻었으며 지금까지 중성자 별과 관련된 소수의 사건을 발견했습니다 (다른 사람들은 블랙홀의 충돌이었습니다). 그러나 이러한 파도의 특성 (빈도와 시간이 지남에 따라 변화하는 방법)을 연구하면 과학자들에게 그들을 만든 대상에 대해 많은 것을 말할 수 있습니다. 물리학 자들은 중성자 별의 질량과 반경을 정확하게 측정하는데, 이는이 별들의 압력과 밀도 사이의 관계 인“상태 방정식”을 드러내는 데 도움이 될 것입니다. 중성자 별 상태 방정식을 아는 것은 그 내부에 어떤 종류의 물질이 숨겨져 있는지를 나타냅니다.
새로운 연구에서, 국제 연구원 팀은 두 개의 중성자 별 충돌로부터의 중력파 측정과 그 중 하나 (다른 하나는 어두운)와 함께 도착한 빛의 신호를 결합했으며, 중성자 별 질량과 반경이 펄서라고 불리는 중성자 스타를 지켜 보는 것과 관련이 있습니다. 독일 포츠담 대학교 (University of Potsdam)의 연구 회원 인 Tim Dietrich 연구원은“가장 큰 장점은 매우 일관된 그림입니다. . "우리는 중력파와 전자기파, 단일 중성자 별의 정보, 핵 물리학의 이론적 계산을 포함하여 현재 알고있는 모든 것을 결합합니다." 그들이 도출 한 상태의 방정식은 1.4 Suns의 질량을 함유하는 중성자 별의 반경이 약 11.75km, 그리고 .81 ~ .86km의 반경을 가질 것으로 예측했다. 그것은 맨해튼 길이의 절반 이상입니다. Dietrich는“중성자 별의 크기는 코어 내부의 물질의 동작에 직접적으로 의존하므로 중성자 별 재료의 특성에 대한 이해를 더 잘 이해할 수 있습니다.
예를 들어, 중성자가 이러한 별의 핵심에서 손상되지 않으면 외부 층에 밀려 나서 잠재적으로 약간 더 큰 반경을 초래할 수 있습니다. 반면에 중성자가 쿼크의 수프로 분해되면 코어가 삐걱 거리고 별이 약간 침몰하여 반경이 작은 것입니다.
.새로운 측정은 일반적으로 중력파 데이터 및 중성자 별 크기를 측정하는 다른 방법을 조사한 초기 연구와 일반적으로 일치합니다. 세인트 루이스의 워싱턴 대학교 물리학자인 마크 알 포드 (Mark Alford)는“이 논문은 이전 연구의 멋진 공동 재분석이며 지난 몇 년간 중성자 스타의 반경이 약 11 ~ 13km라는 전반적인 인상을 바꾸지 않습니다. 암스테르담 대학교 (University of Amsterdam)의 천체 물리학자인 안나 왓츠 (Anna Watts)는이 유형의 결합 된 분석은“분명히 앞으로 나아갈 길”이라고 말하지만, 측정은“조밀 한 물질의 본질을 실제로 고정시키기에 충분하지 않다”고 말했다. 중성자 별 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는지 실제로 이해하기 위해 미래의 데이터를 기다려야합니다.
Stony Brook University의 물리학 자 James Lattimer는“매우 좋은 분석이라고 생각합니다. 그는 가능한 상태 방정식이 데이터에 얼마나 잘 맞는지 모델링 할 때, 팀은 큰 반경을 가진 중성자 별을 생성하는 너무 많은 방정식을 실수로 제거했을 수도 있다고 경고합니다. “저는 그들이 불확실성을 과소 평가했다고 생각합니다. 그러나 어떤 의미에서는 의견의 문제와 다른 통계적 방법으로 당신이 얼마나 많은 믿음을 두는가입니다.”
.중성자 별의 비밀을 드러내는 것 외에도,이 연구는 우주의 확장 속도를 반영하는 허블 상수의 측정을 만들어 냈습니다. 상수를 도출하기 위해 과학자들은 충돌 중 하나에서 나오는 중력파의 진폭을 사용하여 충돌이 얼마나 멀리 떨어져 있는지 추정했습니다. 그런 다음 거리 측정을 Collision의 호스트 갤럭시의 알려진 속도와 비교했는데, 이는 갤럭시의 붉은 편이를 보면서 측정되었습니다. 빛이 스펙트럼의 붉은 끝을 향해 얼마나 많은 빛을 미끄러 져 얼마나 많이 미끄러 졌는지. 그들이 찾은 허블 상수, 메가 파스 당 초당 66.2 킬로미터는 이미 존재하는 경쟁 측정을 결정하기에 충분하지 않지만 코스모스가 얼마나 빨리 성장하고 있는지에 대한 뜨거운 경쟁 문제에 다른 데이터 포인트를 추가합니다.
.과학자들은 나타나는 미래의 중성자 스타 충돌에 동일한 유형의 분석을 적용하기를 희망합니다. 중력파 사건과 함께 가벼운 신호를 찾는 천문학자인 파리 대학교의 팀 멤버 인 Sarah Antier는“우리는이 첫 걸음을 내딛었고 이제 우리는 앞으로 나아갈 것입니다. "내 임무는 다른 관측소를 연결하여 즉각적인 관찰을위한 네트워크를 제공하는 것입니다."중력파 감지기가 새로운 신호를 찾을 때.
.물리학 자들은 미국의 우주 탐험가와 유럽의 아인슈타인 망원경과 같은 차세대 중력파 탐지기까지 2030 년대에 온라인으로 온라인으로 시간을 내고 있습니다. 이 기계는 훨씬 더 민감해야하므로 더 많은 이벤트에서 더 많은 신호를 캡처하고 더 높은 정밀 데이터를 제공 할 수 있습니다. EXP (Enhanced X-ray Timing and Pollimetry Mission) 및 Athena X-ray 전망대와 같은 향후 프로젝트도 펄서의보다 정확한 측정을 수집해야합니다.
과학자들은 중력파 데이터를 이용할 수있게 된 이후 짧은 시간에 많은 것을 배웠습니다. 미래는 강렬한 압력으로 극단적 인 물질에 대한 우리의 지식을 크게 확장 할 것을 약속합니다. Lattimer는“지난 4 년은 놀랍습니다. “그것은 우리가 미래에 갈 가능성을 보여줍니다. 우리는 중력파 이벤트로부터 더 많은 측정을해야하며, 각각의 새로운 이벤트를 추가함에 따라 결과가 수렴 될 것입니다.”
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