न्यूट्रॉन स्टार टकराव

न्यूट्रॉन स्टार कितना बड़ा है?

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न्यूट्रॉन तारे के अवशेष हैं सुपरनोवा जाने के बाद बड़े सितारे ; जबकि तारे की बाहरी परतें बाहर की ओर फटती हैं, वस्तुतः ब्रह्मांडीय पैमाने पर आतिशबाजी का निर्माण होता है, तारे का कोर ढह जाता है, अविश्वसनीय रूप से संकुचित हो जाता है। यदि कोर में पर्याप्त द्रव्यमान है तो यह बन जाएगा एक ब्लैक होल , लेकिन अगर यह उस सीमा से शर्माता है तो यह एक अति-घनी गेंद बन जाएगी जो ज्यादातर न्यूट्रॉन से बनी होती है।

एक्स-मेन: इवोल्यूशन

न्यूट्रॉन सितारों के आंकड़े चिंताजनक हैं . इनका द्रव्यमान सूर्य के दोगुने से भी अधिक है, लेकिन एक परमाणु नाभिक का घनत्व: 100 . से अधिक खरब ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर। इसे समझना मुश्किल है, लेकिन इसे इस तरह से सोचें: यदि आप संयुक्त राज्य में हर एक कार को न्यूट्रॉन-स्टार-स्टफ में संकुचित करते हैं, तो आपको एक क्यूब मिलेगा एक तरफ 1 सेंटीमीटर . एक चीनी घन का आकार, या छह-तरफा मरना। ऐसी अवस्था में संकुचित पूरी मानवता उस चौड़ाई के दोगुने से भी कम होगी।

न्यूट्रॉन सितारों की सतह का गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी के सैकड़ों अरबों गुना है, और चुंबकीय क्षेत्र और भी मजबूत हैं। हमसे आधी आकाशगंगा से दूर एक न्यूट्रॉन तारे की उस पर एक भूकंपीय घटना हुई जिसने हमें 50,000 प्रकाश वर्ष दूर पृथ्वी पर शारीरिक रूप से प्रभावित किया।



न्यूट्रॉन सितारों के बारे में सब कुछ भयानक है। लेकिन उस सब के लिए, हम अभी भी निश्चित नहीं हैं कि वे कितने बड़े हैं .

एक शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र के साथ एक घूर्णन न्यूट्रॉन तारा इसके चारों ओर उप-परमाणु कणों को कोड़ा मारता है। कलाकृति क्रेडिट: नासा / स्विफ्ट / औरोर साइमननेट, सोनोमा स्टेट यूनिवर्सिटीज़ूम इन

एक शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र के साथ एक घूर्णन न्यूट्रॉन तारा इसके चारों ओर उप-परमाणु कणों को कोड़ा मारता है। कलाकृति क्रेडिट: नासा / स्विफ्ट / औरोर साइमननेट, सोनोमा स्टेट यूनिवर्सिटी

मेरा मतलब है, हमारे पास एक मोटा विचार है, लेकिन सटीक संख्या निर्धारित करना मुश्किल है। वे सीधे देखने के लिए बहुत छोटे हैं, इसलिए हमें अन्य अवलोकनों से उनके आकार का अनुमान लगाना होगा, और वे अनिश्चितताओं से ग्रस्त हैं। उनका आकार भी उनके द्रव्यमान पर निर्भर करता है। लेकिन न्यूट्रॉन सितारों से एक्स-रे और अन्य उत्सर्जन के अवलोकन का उपयोग करते हुए, खगोलविदों ने पाया है कि उनका व्यास 20-30 किलोमीटर है। वह छोटा है, इतने बड़े द्रव्यमान के लिए! लेकिन यह एक परेशान करने वाली बड़ी रेंज भी है। क्या हम बेहतर कर सकते हैं?

हाँ! वैज्ञानिकों के एक समूह ने इस समस्या से अलग तरीके से संपर्क किया है, और इन भयंकर लेकिन मूत जानवरों के आकार को कम करने में सक्षम हैं : उन्होंने पाया कि, सूर्य के 1.4 गुना द्रव्यमान वाले न्यूट्रॉन तारे के लिए (ऐसी चीजों के लिए औसत के बारे में), इसका व्यास 22.0 किलोमीटर (+0.9/-0.6 किमी की अनिश्चितता के साथ) होगा। वे पाते हैं कि उनकी गणना पहले की गई किसी भी अन्य की तुलना में दो अधिक सटीक का कारक है।

वह... छोटा। पसंद, वास्तव में छोटा। मैं 22 किमी एक छोटी बाइक की सवारी पर विचार करता हूं, हालांकि निष्पक्ष होना इसे न्यूट्रॉन स्टार पर करना मुश्किल होगा।

एक न्यूट्रॉन तारा अविश्वसनीय रूप से छोटा और घना होता है, जो सूर्य के द्रव्यमान को कुछ ही किलोमीटर की दूरी पर एक गेंद में पैक करता है। यह कलाकृति मैनहट्टन की तुलना में एक को दर्शाती है। क्रेडिट: नासाज़ूम इन

एक न्यूट्रॉन तारा अविश्वसनीय रूप से छोटा और घना होता है, जो सूर्य के द्रव्यमान को कुछ ही किलोमीटर की दूरी पर एक गेंद में पैक करता है। यह कलाकृति मैनहट्टन की तुलना में एक को दर्शाती है। श्रेय: नासा का गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर

कैरी फिशर हार्ट अटैक अपडेट

तो उन्हें यह नंबर कैसे मिला ? उनके द्वारा नियोजित भौतिकी वास्तव में बेहद जटिल है, लेकिन वास्तव में उन्होंने जो किया वह न्यूट्रॉन स्टार के राज्य के समीकरण को हल कर रहा था - भौतिक समीकरण जो किसी वस्तु की विशेषताओं जैसे दबाव, मात्रा और तापमान से संबंधित होते हैं - यह जानने के लिए कि स्थितियां कैसी होंगी एक मॉडल न्यूट्रॉन तारा जिसका द्रव्यमान सूर्य के 1.4 गुना पर नियत है।

फिर उन्होंने उन परिणामों का उपयोग किया और उनकी तुलना 2017 की एक घटना के अवलोकन से की: दो न्यूट्रॉन सितारों का विलय जिसके परिणामस्वरूप एक विशाल विस्फोट हुआ जिसे ए कहा जाता है kilonova . GW170817 नामक यह घटना, खगोल विज्ञान के लिए एक बहुत बड़ा वाटरशेड क्षण था, क्योंकि टकराने वाले न्यूट्रॉन सितारों ने शक्तिशाली गुरुत्वाकर्षण तरंगें उत्सर्जित कीं, जो सचमुच ब्रह्मांड के ताने-बाने को हिला रही थीं। यह घटना के लिए हमारा पहला अलर्ट था, लेकिन फिर पृथ्वी पर और ऊपर दूरबीनों का एक बड़ा अंश आकाश के उस हिस्से पर लक्षित था जहां विलय पाया गया था, और विस्फोट को ही किलोनोवा देखा। यह पहली बार था जब किसी घटना को विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा उत्सर्जित करते देखा गया था (अर्थात, रोशनी ) जो पहली बार गुरुत्वाकर्षण तरंगों में देखा गया था।

दो न्यूट्रॉन सितारों के बीच टकराव के क्षण को दर्शाती कलाकृति। परिणामी विस्फोट... काफी बड़ा है। क्रेडिट: डाना बेरी, स्काईवर्क्स डिजिटल, इंक।ज़ूम इन

दो न्यूट्रॉन सितारों के बीच टकराव के क्षण को दर्शाती कलाकृति। परिणामी विस्फोट... काफी बड़ा है। श्रेय: डाना बेरी, स्काईवर्क्स डिजिटल, इंक।

इसने टकराने वाले न्यूट्रॉन सितारों पर भी काफी दबाव डाला। उदाहरण के लिए, विलय के बाद उन्होंने एक विशिष्ट तरीके से प्रकाश उत्सर्जित किया, और यह पता चला कि विलय किए गए अवशेष के साथ असंगत था, जिसमें सीधे ब्लैक होल में गिरने के लिए पर्याप्त द्रव्यमान था। यह सूर्य के द्रव्यमान का लगभग 2.4 गुना होता है, इसलिए हम जानते हैं कि दोनों तारों का द्रव्यमान उस समय कम था। इसके विपरीत, बचे हुए न्यूट्रॉन स्टार के कुएं के साथ प्रकाश असंगत था नीचे वह सीमा भी। ऐसा लगता है कि उस सीमा के पास एक 'हाइपरमैसिव' न्यूट्रॉन तारे का निर्माण हुआ, जो बहुत कम समय तक चला, और फिर एक ब्लैक होल में गिर गया।

यह सारा डेटा न्यूट्रॉन तारे के आकार की गणना करने वाले वैज्ञानिकों के लिए चारा था। GW170817 के डेटा के साथ अपने मॉडल की तुलना करके, वे 22 किमी व्यास पर शून्य करके, आकार की सीमा को बहुत कम करने में सक्षम थे।

इस आकार के दिलचस्प निहितार्थ हैं। उदाहरण के लिए, एक चीज जिसे गुरुत्वाकर्षण तरंग वैज्ञानिक देखने की उम्मीद कर रहे हैं, वह है ब्लैक होल और न्यूट्रॉन स्टार का विलय। यह निश्चित रूप से पता लगाने योग्य होगा, लेकिन सवाल यह है कि क्या यह किसी ऐसे प्रकाश का उत्सर्जन करेगा जिसे अधिक पारंपरिक दूरबीनें देख सकती हैं? ऐसा तब होता है जब विलय के दौरान न्यूट्रॉन तारे से सामग्री बाहर निकल जाती है, जिससे बहुत अधिक प्रकाश उत्पन्न होता है।

इस नए काम में वैज्ञानिकों ने संख्याओं को चलाया, और पाया कि 1.4 सौर द्रव्यमान और 22 किमी व्यास वाले न्यूट्रॉन तारे के लिए, सूर्य के द्रव्यमान से लगभग 3.4 गुना बड़ा कोई भी ब्लैक होल होगा। नहीं किसी भी सामग्री को बाहर निकालें! यह एक ब्लैक होल के लिए बहुत कम द्रव्यमान है, और इसकी बहुत कम संभावना है कि हम किसी भी कम द्रव्यमान को देखेंगे, विशेष रूप से एक न्यूट्रॉन स्टार के साथ जो इसे खा सकता है। इसलिए वे भविष्यवाणी करते हैं कि यह घटना केवल गुरुत्वाकर्षण तरंगों में देखी जाएगी, न कि प्रकाश में। दूसरी ओर, यह केवल के लिए है गैर कताई ब्लैक होल, और वास्तव में अधिकांश के पास एक तीव्र स्पिन होगा; यह स्पष्ट नहीं है कि वहां क्या होगा, लेकिन मुझे लगता है कि बहुत से लोग अपने मॉडल फिर से चला रहे होंगे यह देखने के लिए कि वे क्या भविष्यवाणी कर सकते हैं।

न्यूट्रॉन तारे के आकार का होने का अर्थ है कि वे स्पिन करते समय क्या होता है, यह बेहतर ढंग से समझने में सक्षम होते हैं, क्योंकि उनके हास्यास्पद शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र उनके आसपास की सामग्री को प्रभावित करते हैं, वे नई सामग्री कैसे प्राप्त करते हैं, और न्यूट्रॉन स्टार और काले रंग के बीच द्रव्यमान सीमा के पास क्या होता है छेद। और भी बेहतर, जैसे LIGO / कन्या गुरुत्वीय तरंग वेधशाला लोग अपने उपकरणों को ठीक करते हैं, वे उम्मीद करते हैं कि उनकी संवेदनशीलता बढ़ेगी, जिससे न्यूट्रॉन स्टार विलय की बेहतर टिप्पणियों की अनुमति मिलती है, जिसका उपयोग आकार की बाधाओं को और भी अधिक कसने के लिए किया जा सकता है।

खरगोश का अभिशाप

मैं अपने पूरे जीवन में न्यूट्रॉन सितारों पर मोहित रहा हूं, और सच कहूं तो यही सही रवैया है। वे सुपरनोवा से बचे हुए हैं; वे टकराकर सोना, प्लेटिनम, बेरियम और स्ट्रोंटियम बनाते हैं; वे पल्सर के पीछे बिजलीघर हैं; वे ऊर्जा के दिमाग को कुचलने वाले विस्फोट उत्पन्न कर सकते हैं; और सबसे घनी वस्तुएं हैं जिन्हें आप अभी भी ब्रह्मांड में मान सकते हैं (ब्लैक होल के घटना क्षितिज के अंदर की भौतिक वस्तु हमेशा हमारी पहुंच से बाहर है)। मेरा मतलब, चलो . वे गजब का .

और वह उन्हें आकार देने के बारे में।


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