Nuair a cruthaíodh maighnéadar trí chumasc réalta neodrón, breathnaíodh 6.5-billiún-solasbhliain ar shiúl

D'úsáid taighdeoirí sonraí X-gha chun foirmiú maighnéadar a bhreathnú - cumasc dhá réalta neodrón chun réad a chruthú le réimse maighnéadach an-chumhachtach.

D'úsáid taighdeoirí íomhánna X-gha mar an gceann seo chun foirmiú maighnéadar a aithint. Léiríonn dathanna difriúla leibhéil éagsúla fuinnimh X-gha a bhraitheann Réadlann X-gha Chandra. (Réadlann X-gha Chandra)

Leis an nochtadh a rinneadh le déanaí ar an gcéad bhreathnóireacht a rinne an cine daonna ar pholl dubh a bhí chun tosaigh sa nuacht, b’fhéidir gur chaill tú nuacht eolaíochta spreagúil agus tábhachtach eile.

Cás i bpointe: D'aithin foireann réalteolaithe Ollscoil Arkansas ráig de astaíochtaí X-gha ó réaltra atá thart ar 6.5 billiún solasbhliain ar shiúl. Tá an teagmhas comhsheasmhach le cumasc dhá réalta neodrón chun maighnéadar a chruthú - réalta mór neodrón le réimse maighnéadach an-chumhachtach.

Ag baint úsáide as an mbreathnóireacht, bhí na taighdeoirí in ann a ríomh go dtarlaíonn cumaisc mar seo thart ar 20 uair in aghaidh na bliana i réigiúin de na Cruinne de mhéid solais 1 billiún billiún ciúbach.

Rinne an fhoireann - lena n-áirítear Bret Lehmer, ollamh cúnta na fisice in Ollscoil Arkansas, anailís ar shonraí ó Réadlann X-gha Chandra, teileascóp suaitheanta X-gha NASA.

Míníonn Lehmer: “Tá réaltaí neodrón mistéireach toisc go bhfuil an t-ábhar iontu an-dlúth agus murab ionann agus aon rud atá inatáirgthe i saotharlann.

“Níl tuiscint mhaith againn fós ar staid fhisiciúil an ábhair i réaltaí neodrón. Táirgeann cumaisc a bhaineann le réaltaí neodrón go leor sonraí uathúla a thugann leideanna dúinn faoi nádúr na réaltaí neodrón iad féin agus cad a tharlaíonn nuair a imbhuaileann siad. "

Réaltaí neodrón agus maighnéadar

Léargas an ealaíontóra ar an maighnéadar i mbraisle réalta Westerlund 1. (Íomhá: © ESO / L. Calçada)

Mhol an teoiriceoir Rúiseach Lev Landau réaltaí neodrón den chéad uair i 1932 go gairid tar éis do James Chadwick neodróin a fháil do phrótóin sa núicléas adamhach an bhliain chéanna. Tá núicléis saibhir i neodrón sa chuid sheachtrach de na réaltaí seo, agus tá na codanna istigh déanta as 'sreabhán chandamach' atá comhdhéanta de neodróin den chuid is mó.

D'aimsigh réalteolaithe raidió i Cambridge iad den chéad uair i 1967, a bhí ag cuardach cuótaí - réaltraí i bhfad i gcéin a astaíonn raidió.

Cruthaítear réaltaí neodrón tríd an bpróiseas céanna a chruthaíonn poill dhubha - supernovae croí-thitim - ach, i gcás réaltaí neodrón, cuirtear stop leis an titim sin leis an mbrú díghrádaithe a sholáthraíonn an sreabhán neodrón seo. Níl réaltaí neodrón sách mór chun é seo a shárú - tá an uasteorainn thart ar 3 oiread mais na Gréine.

Mar thoradh air seo tá réalta bheag dlúth an-dlúth, thart ar 20km ar trastomhas ar an meán agus mais de thart ar mhais na Gréine aici. Mar thoradh air seo tá dlús cúpla uair 10¹⁷ kg / m³ agus mar thoradh air sin tá roinnt airíonna suntasacha ann.

Maighnéid - aicme pulsars, rudaí a bhfuil cáil orthu mar eis-sreabhadh tapa, tréimhsiúil agus cumhachtach fuinnimh - a cruthaíodh trí dhá réalta neodrón a chumasc. Mar thoradh air seo tá réimse maighnéadach an-chumhachtach - thart ar 10⁸ go 10¹¹ Teslas. Chun é seo a chur i bpeirspictíocht, tá an réimse maighnéadach is láidre a cruthaíodh riamh ar an Domhan díreach os cionn 91 Teslas!

De réir mar a théann an réimse seo i laghad, astaíonn an réalta neodrón nua-chomhdhlúite scairdeanna de radaíocht leictreamaighnéadach ardfhuinnimh - X-ghathanna agus ghathanna gáma den chuid is mó.

In ainneoin seo, tá ag éirí go maith le maighnéadair.

Maighnéad a aimsiú

D'éascaigh úsáid braite tonnta imtharraingthe fionnachtain roimhe seo ar dhá réalta neodrón ag cumasc, rud a thug léargas nua do réalteolaithe ar na rudaí seo. D'úsáid an fhoireann taighde an fhaisnéis nua seo chun patrúin a lorg i sonraí X-gha Réadlann Chandra a bhí ag teacht leis an méid a d'fhoghlaim siad faoi réaltaí neodrón a chumasc.

Airíonna a bhaineann le hóstach-réaltra de CDF-S XT2 - an réaltra inar aimsigh an fhoireann an maighnéadar (Lehmer, et al)

D'aimsigh na taighdeoirí ráig de X-ghathanna sna sonraí ó shuirbhé Chandra Deep Field-South. Tar éis dóibh foinsí féideartha eile de na X-ghathanna a rialú, chinn siad gur tháinig an comhartha ó phróiseas dhá réalta neodrón a bhí ina maighnéadar.

Míníonn Lehmer: “Príomhphíosa fianaise is ea an chaoi ar athraigh an comhartha le himeacht ama.

“Bhí céim gheal aige a chuaigh ar ardchlár agus ansin a thit amach ar bhealach an-sonrach. Is é sin go díreach a mbeifeá ag súil leis ó mhaighnéad atá ag cailleadh a réimse maighnéadach go tapa trí radaíocht. "

Íomhánna ilbhreise de chomharsanacht réaltrach CDF-S XT2. (Lehmer, et al)

Rinneadh ríomhanna comhchosúla faoi ráta na gcumasc réalta neodrón bunaithe ar na cumaisc a bhrath tonnta imtharraingthe agus gathanna - sampla de chineál nua réalteolaíochta ar a dtugtar réalteolaíocht ilmhéadrach - ag neartú an cháis maidir le sonraí X-gha a úsáid chun coimhthíocha den sórt sin a fháil. imeachtaí cumaisc sna cruinne.

Cuimsíonn suirbhé Chandra Deep Field-South níos mó ná 100 breathnóireacht X-gha ar limistéar amháin den spéir thar thréimhse níos mó ná 16 bliana chun faisnéis a bhailiú faoi réaltraí ar fud na cruinne.

D’fhoilsigh Lehmer, a d’oibrigh leis an réadlann ar feadh 15 bliana, le comhghleacaithe sa tSín, sa tSile agus san Ísiltír, agus in Ollscoil Stáit Pennsylvania agus Ollscoil Nevada chun an staidéar a dhéanamh foilsíodh in Nature.

Taighde bunaidh: https://www.nature.com/articles/s41586-019-1079-5