O objeto mais pesado já observado foi identificado

Um estudo descobriu que o pulsar ‘PSR J0952-0607’, que gira mais de 700 vezes por segundo, é o objeto mais pesado já observado. ‘PSR J0952-0607’, observado pela primeira vez em 2017, é classificado como um pulsar de milissegundo devido à sua velocidade de rotação muito alta entre os pulsares, um tipo de estrela de nêutrons.

Entre as 300 estrelas de nêutrons que existem fora do sistema solar, uma equipe de pesquisa da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, prestou atenção ao pulsar “PSR J0952-0607” em milissegundos. Observado perto da constelação Sextans, este objeto tem um período de rotação muito rápido entre os pulsares.

PSR J0952-0607 gira 717 vezes por segundo. Em um minuto, são mais de 43.000 vezes. É a estrela de nêutrons mais rápida da nossa galáxia e a segunda estrela de nêutrons mais rápida descoberta até hoje.

A verdadeira razão pela qual a equipe de pesquisa está interessada neste objeto é o fato de que “PSR J0952-0607” é um pulsar de milissegundo e raramente tem uma estrela companheira. Reflexão refere-se a um corpo celeste com uma massa relativamente pequena entre corpos celestes alongados.

A velocidade de rotação de uma estrela de nêutrons que surge quando uma estrela morre é limitada a pelo menos uma revolução por segundo. Portanto, pulsares de milissegundos não são produzidos naturalmente. No entanto, há uma inversão no “PSR J0952-0607”, e isso é considerado o segredo da rotação de alta velocidade.

Pulsar de milissegundos ‘PSR J0952-0607’ e silhueta de reflexão <صورة = الموقع الرسمي لمركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا>

“O reflexo era geralmente uma estrela leve no passado e parece ter sido uma gigante vermelha em expansão no final de sua vida útil”, disse a equipe de pesquisa.

Ele continuou: “A matéria acumulada acabará liberando energia, então deve ter apagado a parte externa do reflexo. Parece estar perto da massa exata de uma estrela de nêutrons.”

Graças a essa reflexão, a equipe de pesquisa conseguiu medir a massa do “PSR J0952-0607”. Um oficial investigador disse: “Se um pulsar de milissegundo é um reflexo, é muito útil para medir com precisão a massa” e “de acordo com a terceira lei de Kepler (lei da harmonia) porque pode ser calculada”.

O problema era que o brilho de “PSR J0952-0607” era muito escuro no nível 23. Era difícil estimar a velocidade radial com um telescópio de classe de 10 metros. Aqui, a equipe de pesquisa se concentrou no raciocínio e não no “PSR J0952-0607” em si.

Um oficial investigador disse: “Como o reflexo está próximo de uma forte fonte gravitacional chamada estrela de nêutrons, está sempre em um estado de maré estável com o mesmo lado voltado para a estrela de nêutrons como a Lua visível da Terra. Parece fazê-lo. ” Esse nível de radiação corresponde a uma estrela G1 (o Sol é do tipo G2), então podemos medir a velocidade radial em todo o espectro.”

Pulsar de milissegundo ‘PSR J0952-0607’ e reflexão observada usando o telescópio Kek I <الموقع الرسمي لمرصد WM Kek>

A equipe de pesquisa observou “PSR J0952-0607” e a reflexão através do telescópio Kek I no Observatório WM Kek no Havaí um total de 6 vezes ao longo de 4 anos, com um tempo de feixe de laser de cerca de 600 a 900 segundos cada vez. . Como resultado, conseguimos medir a velocidade radial mesmo usando o telescópio Kek I com uma abertura de 10 metros.

Com base nos valores medidos, a equipe de pesquisa descobriu que a órbita de “PSR J0952-0607” inclinava 59,8 ± 1,9 graus quando vista da Terra. Aqui, a massa de “PSR J0952-0607” pode ser calculada como 2,35 ± 0,17 vezes a massa do Sol. Esta é a estrela de nêutrons mais pesada já medida.

Existem cerca de 12 pulsares conhecidos, incluindo “PSR J0952-0607”. Havia apenas seis reflexões brilhantes mensuráveis, e a massa de todas as estrelas de nêutrons era mais leve que a de ‘PSR J0952-0607’. Portanto, a equipe decidiu que esse pulsar de alta velocidade deteria o recorde de estrela de nêutrons mais pesada do momento.

Um oficial investigador disse: “Geralmente, à medida que a massa de uma estrela de nêutrons se aproxima de seu limite, a reflexão eventualmente evapora junto com a energia liberada pelo pulsar”. -0607′ deve ser um orbe único que aparece antes que o reflexo desapareça.

Estrelas de nêutrons, incluindo pulsares, podem ser descritas como núcleos atômicos massivos. Em geral, um núcleo atômico é uma entidade microscópica com cerca de 1/1000 trilionésimo de metro de diâmetro em que vários a centenas de prótons e nêutrons são combinados. A maioria das estrelas de nêutrons consiste em nêutrons com uma força de cerca de 10 elevado a 57, ou menos de 10 nêutrons, e um diâmetro de várias dezenas de quilômetros. Embora seja um corpo celeste muito pequeno, tem uma massa de pelo menos 1,4 vezes a massa do Sol e uma densidade média de um bilhão de toneladas por centímetro cúbico.

“PSR J0592-0607” e velocidade de reversão radial. Uma mudança na velocidade radial consistente com o período orbital é observada. <صورة = الموقع الرسمي لجامعة ستانفورد>

Essas estrelas de nêutrons são conhecidas como os objetos mais densos do universo, com exceção dos buracos negros. Enquanto os humanos não puderem realmente observar o interior de um buraco negro, acredita-se que o estado finito da matéria possa ser observado em uma estrela de nêutrons. Suas propriedades devem ser muito interessantes não apenas do ponto de vista da astronomia, mas também do ponto de vista da física nuclear.

Por exemplo, uma vez que o centro de uma estrela de nêutrons é um ambiente de densidade muito alta, também se pensa que partículas elementares pesadas ou partículas complexas instáveis ​​que só podem existir por um curto período de tempo em um ambiente geral também estão presentes de forma estável.

No entanto, a massa exata da estrela de nêutrons não é clara. A fronteira Tolman-Oppenheimer-Volkoff, o ponto em que as estrelas de nêutrons não podem resistir à gravidade e entrar em colapso, é teoricamente 2,2 a 2,9 vezes a massa do Sol, que é muito ampla. O limite de Chandrasekhar da estrela anã branca é completamente diferente do limite claramente definido de 1,38 vezes a massa do Sol.

A razão é que é difícil provar a existência de um ambiente próximo a uma estrela de nêutrons de alta densidade usando a física nuclear atual, e há muitos fatores incertos na simulação. Por esse motivo, os astrônomos tentaram superar isso medindo a massa das estrelas de nêutrons presentes no universo.

Para referência, o que resta após a reflexão evapora da ductilidade como “PSR J0952-0607” é chamado de “Black Widow Pulsar”. Isso ocorre porque eles a veem comendo um reflexo do ponto de vista de uma estrela de nêutrons. Isso se origina da aranha viúva-negra, onde a fêmea come o macho após o acasalamento.

Repórter Jeong Ian Angle @sputnik.kr

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