Úterý 21. září 2021, svátek má Matouš
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Úterý 21. září 2021 Matouš

Hádanka moderní astronomie - na neutronových hvězdách zjevně nejsou hory

6. 09. 2021 8:00:15
Neutronové hvězdy, jak se zdá, nemají pohoří. Přitom by na nich mohly útvary podobné horám klidně existovat. Odkud to víme a jak se s touto hádankou věda vyrovnává? (délka blogu 3 min.)

Zdá se, že neutronové hvězdy jsou téměř dokonalé koule. Jejich povrch nebude zvrásněný a “hory” na nich nebudou vyšší než několik milimetrů.

Pulsary - rychle rotující neutronové hvězdy

Pulsary byly poprvé pozorovány v roce 1967 na univerzitě v Cambridgi radioastronomy Jocelyn Bell a Antony Hewish. Až do oné chvíle byly předpoklady pro jejich existenci pouze teoretické. Praxe ale teorii potvrdila. Pulsary jsou neutronové hvězdy, tedy zhroucená jádra extrémně hmotných hvězd, kterým došlo palivo. V jejich nitru vznikl nejtěžší prvek, při jehož syntéze se uvolňuje energie. Všechny ostatní prvky ji ke svému vzniku spotřebovávají. Obrovská hvězda pak už nemohla odolávat své vlastní gravitaci, vnitřně se zhroutila a poté vybuchla y jako supernova. Poté, co se po výbuchu situace uklidnila, zůstal na místě bývalé hvězdy relativně malý útvar s obrovskou hustotou.

Ten zato velmi rychle rotuje - jednu otočku zvládne taková hvězda za několik sekund a dokonce i několik milisekund. Znamená to, že se povrchy takových hvězd otáčejí zhruba až 10% rychlosti světla. Mívají přitom hmotnost o něco větší než naše Slunce (∼2,8 × 10 30 kg), která je ovšem koncentrovaná do koule o poloměru přibližně 10 km. Hmota takových hvězd je tedy asi 40 000 miliardkrát hustší než olovo.

Obrovská jsou také jejich magnetická pole. Jsou miliardkrát až několik tisíc miliardkrát silnější než magnetické pole Země.

Z magnetických pólů takových hvězd uniká vysoce energetické záření. Magnetický pól nemusí být totožný s pólem rotace - hvězda tedy působí jako rychle blikající maják.

Neutronové hvězdy a jejich hory

Neutronová hvězda se skládá z kůry a vnitřní části hvězdy. Kůru neutronové hvězdy si můžeme představit jako pevnou vrstvu na jejím povrchu. Skládá se z poškozených jader těžkých chemických prvků. Kůra kryje nesmírně hustou “kaši” z neutronů, která tvoří hlavní část hvězdy. Kůra sama bude mít tloušťku kolem 1 km, vypočítali vědci. Je to zároveň také nejméně hustá část hvězdy.

I na takovém extrémním objektu mohou vznikat zlomy, hory nebo spíše jakési boule. Může to být způsobeno extrémním napětím v kůře, které se vytváří díky enormním elektromagnetickým polím nebo při změně rychlosti rotace neutronové hvězdy. “Hora” může existovat na povrchu také už od samého počátku, kdy vznikla při samotné explozi supernovy. Je jen logické, že se při výbuchu mohou asymetrie prohlubovat. Koneckonců ani hmota, která kolem původní hvězdy následně tvoří mlhovinu, není absolutně symetrickou koulí.

Bez ohledu na to, co způsobuje vznik hor, je jejich velikost omezena množstvím napětí, které může kůra vydržet, než se zlomí. Čím je kůra neutronové hvězdy silnější, tím vyšší hory na ní mohou existovat.

Vědci se nyní zabývali potenciálními jevy v kůře neutronových hvězd a modelovali procesy, které tam mohou probíhat.

Ukázalo se, že hory na takových hvězdách budou daleko nižší než se původně předpokládalo. Jejich výška se nebude pohybovat v řádu centimetrů ale spíše milimetrů.

Neutronové hory - a vlny v časoprostoru

Potvrzení pro tento model nabízí gravitační astronomie.

Pokud existuje na povrchu rychle rotující neutronové hvězdy (pulsaru) nějaká znatelná “hora”, musí generovat gravitační vlny.

Pro srovnání - neutronová hvězda je tak malý objekt, že deseticentimetrová boule na jejím povrchu by odpovídala zhruba padesátimetrové duně na povrchu naší vlastní Země. I tak malý objekt musí ale v podmínkách, které na neutronové hvězdě panují, vytvořit znatelné a zaznamenatelné narušení časoprostoru.

Vědci umí odhadnout charakter (maximální amplitudu) gravitačních vln, vyvolaných rychle rotující neutronovou hvězdou - a vydali se je sledovat. Nic ale nenašli. A není to nutně tím, že by měli jen nedokonalé a málo citlivé detektory. Zdá se tedy, že hory na pulsarech jsou skutečně daleko nižší, než se původně předpokládalo.

Zdroje:https://doi.org/10.1093/mnras/staa3635, https://www.ligo.org/science






Autor: Dana Tenzler | pondělí 6.9.2021 8:00 | karma článku: 20.82 | přečteno: 372x

Další články blogera

Dana Tenzler

Malí, vzteklí trpaslíci a jejich planety

Je na planetách, obíhajících kolem malých poměrně chladných hvězd (červených trpaslíků) možný život? Zdá se, že podmínky nejsou tak špatné, jak jsme se domnívali. (délka ca. 5 min.)

20.9.2021 v 8:00 | Karma článku: 17.50 | Přečteno: 198 | Diskuse

Dana Tenzler

Co je nového na Marsu? Čínský rover Zhurong

Číně se podařilo umístit na povrch Marsu fungující rover. Má jméno Zhurong. Jak si momentálně vede? Délka blogu ca. 3 minuty.

16.9.2021 v 8:00 | Karma článku: 25.37 | Přečteno: 429 | Diskuse

Dana Tenzler

Návštěvníci z dalekých hvězdných soustav

Objekty z jiných planetárních soustav možná tvoří většinu Oortova oblaku. Vědci provedli nový výpočet a odhadli, že ve Sluneční soustavě může být daleko víc cizích těles, než si dosud myslel

13.9.2021 v 8:00 | Karma článku: 22.67 | Přečteno: 391 | Diskuse

Dana Tenzler

Haumea - nejrychleji rotující objekt ve Sluneční soustavě

Objekt, o kterém chci dnes psát, byl objeven 28. prosince 2004, tedy krátce po vánocích. Vědci mu tedy dali předběžné jméno Santa. (délka blogu 3 min.)

9.9.2021 v 8:00 | Karma článku: 25.86 | Přečteno: 509 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

Malí, vzteklí trpaslíci a jejich planety

Je na planetách, obíhajících kolem malých poměrně chladných hvězd (červených trpaslíků) možný život? Zdá se, že podmínky nejsou tak špatné, jak jsme se domnívali. (délka ca. 5 min.)

20.9.2021 v 8:00 | Karma článku: 17.50 | Přečteno: 198 | Diskuse

Zdenek Slanina

Svéráz národní tvořivosti pro zisk té SENZAČNĚ MODRÉ [©Hejma Ondřej*] (ne-)vojenské knížky

Kdyby za téma maturitních písemek padla o té senzačně modré knížce klasická otázka Co tím chtěl básník říci,* vznikaly by asi i bizarní výklady. Když teď došlo na lítost nad osudy odpíračů, vytanula mi jedna šaráda ze sedmdesátek.

20.9.2021 v 7:07 | Karma článku: 21.93 | Přečteno: 976 |

Jaroslav Flegr

V žádného Boha věřiti budeš

Tak jsem si tuhle zase povídal se svým kocourem Micíkem. Tentokrát o Bohu a hraní na vojáky. Posuďte sami, jak to dopadlo.

19.9.2021 v 11:09 | Karma článku: 38.58 | Přečteno: 8289 | Diskuse

Jan Tomášek

Oblouková míra - stupně, Ludolfovo číslo a radiány (výkon a točivý moment 4)

Bádání nad úhlovými mírami a jednotkami a výpočtem délky oblouku nebo celého obvodu kruhu. Novelizace předchozího příspěvku.

19.9.2021 v 8:16 | Karma článku: 4.42 | Přečteno: 164 | Diskuse

Jan Tomášek

Oblouková míra - stupně, Ludolfovo číslo a radiány (výkon a točivý moment 3)

Bádání nad "obloukovými mírami" - v podstatě by se mělo jednat o něco jako mezipříspěvek na téma "výkon a točivý moment" - tedy příspěvek "3".

16.9.2021 v 10:10 | Karma článku: 6.32 | Přečteno: 307 | Diskuse
Počet článků 699 Celková karma 23.73 Průměrná čtenost 1367

Zajímám se o přírodní vědy. Píšu o tom, co mě zaujalo při toulkách internetem. Vzhledem k občastým dotazům - ano, skutečně mám vzdělání. Ne, nebudu tu vypisovat všechny svoje tituly, knihy a vědecké práce. Tenhle blog provozuji ve svém volném čase pro radost. 

Pokud vás blog pobaví nebo se v něm dočtete něco zajímavého - je jeho účel splněn. Přijďte si popovídat do diskuze, často je ještě zajímavější než blog sám, díky milým a znalým návštěvníkům. 

Najdete na iDNES.cz