In einem neuen Papier Astrophysiker berichten in Physical Review Letters über neue Beweise dafür, dass Neutronensterne Wärme schnell abführen können, indem sie subatomare Partikel, sogenannte Neutrinos, abgeben.
Neutronensterne, vermutlich das Ergebnis des Gravitationskollapses eines massiven Sterns nach einer Supernova-Explosion , sind Himmelsobjekte mit einem sehr kleinen Radius und sehr hoch Masse von 1,4 bis 3 Sonnenmassen .
Analyse der Röntgenemissionen
Wissenschaftler untersuchen, wie Neutronensterne Wärme abführen, um zu verstehen, wie sich Materie unter Bedingungen extrem hoher Dichten und Temperaturen verhält. Professor für Physik und Astronomie an Michigan Staatliche Universität Edward Brown und seine Co-Autoren untersuchten die Abkühlungsgeschichte eines Neutronensterns, der an seinem Nachbarstern kaute, indem sie seine Röntgenemissionen in den Zeiträumen analysierten, die auf zwei Perioden von Röntgenausbrüchen oder Fütterungssitzungen folgten.endet in 2001 und 2016.
„Beobachtungen der thermischen Relaxation der Neutronensternkruste nach 2,5 Jahren Akkretion ermöglichen es uns, die während der Akkretion im Kern abgelagerte Energie zu messen, die dann als Neutrinos wieder abgestrahlt wird, und auf die Kerntemperatur zu schließen“, heißt es in der ArbeitDas Team der Astrophysiker stellte fest, dass es sich um einen nie zuvor beobachteten schnellen Neutrino-Kühlmechanismus handelt, der als direkter Urca-Prozess bezeichnet wird.
Erster Hinweis auf eine schnellere Abkühlung
Dies ist der erste Beweis für eine schnellere Abkühlung, die Wissenschaftler erbracht haben. Frühere Studien hatten gezeigt, dass Neutronensterne Neutrinos emittieren, um sich langsam, aber niemals mit dieser Geschwindigkeit abzukühlen.
Braun erzählt Science News, dass die Neutrinos beobachteten, dass „Energie etwa zehnmal schneller als die Energie, die vom Sonnenlicht abgestrahlt wird, weggetragen wird - oder etwa 100 Millionen Mal schneller als der langsame Prozess.“ Der untersuchte Stern befindet sich ungefähr 35.000 Lichtjahre von entferntErde.
Der Astrophysiker James Lattimer von der Stony Brook University in New York, der nicht an der Forschung beteiligt ist, sagte, dass, obwohl Hinweise auf dieses Verhalten bereits zuvor beobachtet wurden, „dies im Grunde das erste Objekt ist, für das wir sehen können, wie sich der Stern vor unserem aktiv abkühltAugen."
Energie verschwindet
Der direkte Urca-Prozess wurde von den Physikern George Gamow und Mário Schenberg während eines Besuchs im ehemaligen Urca-Casino von Rio de Janeiro benannt. Schenberg soll dies getan haben. sagte dass "die Energie im Kern der Supernova verschwindet, sobald das Geld an diesem Roulette-Tisch verschwunden ist."
Der Urca-Prozess ist beschrieben von Oxford Reference as „Ein Zyklus von Kernreaktionen, bei dem ein Elektron von einem Kern absorbiert und anschließend unter Bildung eines Neutrino-Antineutrino-Paares als Beta-Teilchen schnelles Elektron wieder emittiert wird. Der Prozess ändert nichts an der Zusammensetzungdes Kerns, entfernt ihm jedoch Energie in Form von Neutrino und Antineutrino. “
„Das Neutrino ist ein Dieb; es raubt dem Stern Energie“, erklärte die Physikerin Madappa Prakash von der Ohio University in Athen, die nicht an der Forschung beteiligt ist. Der Prozess kann nur stattfinden, wenn sich die Menge der Protonen im Zentrum von a befindetNeutronenstern machen mehr aus als 10%.
Die Studie ist sehr wichtig für das Verständnis der ultradichten Materie im Zentrum von Neutronensternen. “Diese Ergebnisse liefern wichtige Konsistenzprüfungen für Modelle mit dichter Materie. Darüber hinaus kann die Protonenfraktion Informationen über die Kernsymmetrieenergie lieferninsbesondere von seiner Dichteabhängigkeit “ schrieb Lattimer in der Zeitschrift Physics.
Via : Physical Review Letters