Forskare hittar "övre gränsen" för storlek på neutronstjärnor

Den sista gränsen är hem för otaliga livscykler och dödscykler. även de mest katastrofala händelserna kan ge upphov till nya planeter och stjärnor. Neutronstjärnor är ett sådant exempel, men specifika detaljer om storleken på dessa jättar har utlöst forskare i årtionden.

Dessa kosmiska föremål är de kollapsade kärnorna av en gång humongous stjärnor som växte så stora de buckled under egen vikt. Dessa "zombiestjärnor" upptäcktes 1967 och har sedan klassificerats som de minsta och tätaste stjärnorna i existensen. Men astrofysiker har inte kunnat avgöra hur täta dessa undead astrala kroppar kan bli, tills nu.

Ett papper publicerat den 9 januari i Den astrofysiska tidskriften detaljer hur en grupp astrofysiker från Goethe-universitetet i Frankfurt kunde bygga upp tidigare forskning för att exakt beräkna den maximala massan av en neutronstjärna.

Den typiska neutronstjärnan har en radie på 12 kilometer och en densitet på omkring 1,4 solmassor, eller 1,4 gånger solens massa. Dessa dimensioner alstrar redan gravitationsfält som liknar svarta hål. Men ännu större exempel har hittats: pulsar PSR J0348 + 0432 - en roterande neutronstjärna - klockor i vid 2,01 solmassor.

Eftersom neutronstjärnor kan producera kraftfulla gravitationsfält har forskare blivit klåda för att ta reda på om dessa stjärnor kan fortsätta växa i massa som svarta hål. Den här nya forskningen visade att neutronstjärnor inte kan växa i obestämd tid, som svarta hål, men de har en "strikt övre gräns", som är 2,16 solmassor.

Gruppen av astrofysiker beräknade detta genom att använda experimentella data i en teoretisk modell. De utnyttjade tidigare forskning som bestämde att det fanns en "universell relation" mellan neutronstjärnor, vilket innebär att de kan representeras som en konstant i en ekvation. Detta gjorde det möjligt för dem att använda data som samlades in förra året av forskarna som observerade sammanslagningen av två neutronstjärnor för att ge konkreta siffror till den mer abstrakta delen av denna beräkning.

"Skönheten i teoretisk forskning är att det kan göra förutsägelser. Teorin behöver emellertid desperat experiment för att begränsa några av dess osäkerheter ", sade huvudförfattaren av tidningen, professor Luciano Rezzolla, i ett uttalande. "Det är därför ganska anmärkningsvärt att observationen av en enda binär neutronstärkfusion som inträffade miljontals ljusår i kombination med de universella förbindelserna som upptäckts genom vårt teoretiska arbete har gjort det möjligt för oss att lösa en gåta som såg så mycket spekulation i det förflutna."

Med detta problem under deras bälte kan astrofysiker bättre förstå massan av intergalaktiska föremål från ett avstånd. Inte ett dåligt sätt att förstå vad som annars skulle kunna gå på miljontals ljusår bort.