Nuovo limite sulla dimensione delle stelle di neutroni

Nuovo limite sulla dimensione delle stelle di neutroni

Quanto è grande una stella di neutroni? Le stime precedenti variavano da 8 a 16 km. Astrofisica dall'università di Francoforte. Goethe ha definito gli indicatori con una precisione di 1,5 km. Per questo, hanno usato un approccio statistico complesso basato su dati di misurazione delle onde gravitazionali.

Le stelle di neutroni sono gli oggetti più densi dell'universo, la cui massa supera quella solare, ma le sue dimensioni sono compattate in una sfera il cui diametro converge con i parametri della città di Francoforte. Ma questa è solo una stima approssimativa. Per più di 40 anni, la determinazione della dimensione delle stelle di neutroni è rimasta inaccurata.

Un importante contributo alla risoluzione del puzzle è stato dato dalla rilevazione di onde gravitazionali dalla fusione di stelle di neutroni (GW170817). Questi dati sono stati usati per determinare la massa massima delle stelle di neutroni prima che collassassero nei buchi neri. Poi si è scoperto per stabilire restrizioni più severe per quanto riguarda le dimensioni delle stelle di neutroni.

Nuovo limite sulla dimensione delle stelle di neutroni

La gamma di dimensioni di una tipica stella di neutroni rispetto alla città di Francoforte

L'equazione di stato che descrive la materia all'interno delle stelle di neutroni è sconosciuta. Pertanto, i fisici hanno deciso di scegliere metodi statistici per determinare i parametri delle stelle di neutroni entro limiti ristretti. Per stabilire i valori, abbiamo dovuto calcolare più di 2 miliardi di modelli teorici di stelle di neutroni, risolvendo l'equazione di Einstein, che descrive l'equilibrio delle stelle relativistiche. Successivamente, questo set di dati è stato combinato con i vincoli dell'onda gravitazionale in GW170817. Di conseguenza, il raggio di una tipica stella di neutroni raggiunge 12-13,5 km. È anche importante considerare una sfumatura. È possibile che alla densità superluminale la materia cambi bruscamente le sue proprietà e subisca una "transizione di fase". Assomiglia all'effetto dell'acqua, che si congela e diventa solida. In questo caso, la materia nella seconda stella di neutroni diventa un quark, quindi la stella avrà la stessa massa, ma sarà più compatta.

Ma tali stelle gemelle rimangono statisticamente rare e non possono essere deformate gravemente durante una fusione. Questo output consente di escludere oggetti potenzialmente compatti. Le future osservazioni gravitazionali mostreranno se le stelle di neutroni hanno gemelli esotici.

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