Neutronové hvězdy jsou objekty s největší pozorovatelnou hustotou ve vesmíru. Jejich hmota je natolik „zhuštěná“, že celé Slunce bychom museli vměstnat do koule o průměru města nebo několik šálků materiálu z neutronové hvězdy by vážilo více než Mount Everest.
„Toto je fyzika elementárních částic,“ říká Sudip Bhattacharyya (Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland a University of Maryland College Park). „Mohly by tam existovat exotické druhy částic nebo skupenství jako např. kvarky v centrech neutronových hvězd, které je nemožné vytvořit v laboratoři. Jediná cesta vedoucí k jejich objevení je rozumět neutronovým hvězdám.“
Proto vědci musí přesně a precizně měřit průměry a hmotnosti neutronových hvězd. Ve dvou současných studiích, které zpracovávají pozorování z rentgenových observatoří na oběžné dráze kolem Země - ESA (XMM-Newton X-ray Observatory), Japonsko (Suzaku X-ray Observatory) a NASA – udělali astronomové velký krok vpřed.
Sudip Bhattacharyya a Tod Strohmayer (NASA Goddard Space Flight Center) pomocí rentgenového dalekohledu XMM-Newton pozorovali dvojhvězdu známou jako Serpens X- 1 (souhvězdí Hada, Serpens), jejíž jednu složku tvoří neutronová hvězda.
Studovali spektrální čáru žhavých atomů železa. Zjistili, že „železo“ víří okolo neutronové hvězdy těsně nad povrchem disku rychlostí, která dosahuje hodnoty až 40 % rychlostí světla.
„Předchozí rentgenové observatoře u neutronových hvězd čáry železa objevily, ale kvůli malé citlivosti nemohly měřit detaily. Díky velkým zrcadlům XMM-Newton Bhattacharyya a Strohmayer zjistili, že čáry železa se asymetricky rozšiřují díky extrémní rychlosti plynu, která rozmazává a deformuje čáry kvůli Dopplerovu jevu a účinkům, které již předpověděla Einsteinovou speciální teorie relativity. Zakřivení časoprostoru způsobuje gravitace neutronové hvězdy.
„Viděli jsme tyto asymetrické čáry u mnoha černých děr, ale toto je první důkaz, že mohou být i u neutronových hvězd. To dokazuje, že způsob narůstání hmotnosti neutronové hvězdy se moc neliší od černé díry. Tím jsme získali nový nástroj na zkoumání Einsteinovy teorie,“ říká Strohmayer.
Tým vedený Edwardem Cackettem a Jonem Millerem (University of Michigan), jejímiž členy jsou i Bhattacharyya a Strohmayer, používal mimořádné spektrální schopnosti Suzaku, aby provedl průzkum tři neutronových dvojhvězd: Serpens X-1, GX 349+2 a 4U 1820-30. Astronomové pozorovali téměř identickou čáru železa u Serpens X-1, čímž potvrdili výsledek XMM-Newton. Podobné jsou i u dalších dvou systémů.
„Vidíme plyn vířící okolo neutronové hvězdy těsně nad jejím povrchem,“ říká Cackett. „Vnitřní části disku zřejmě nemohou obíhat blíž než je povrch neutronové hvězdy, tím jsme získali maximální hodnotu průměru neutronové hvězdy. Ta není větší než 29 - 33 km - výsledky souhlasí s dalšími typy měření.“
„Teď, když jsme viděli u neutronové hvězdy toto relativistické železo, zavedli jsme novou techniku,“ přidává Miller. „Měření hmotnosti a průměru neutronové hvězdy je velmi obtížné, proto potřebujeme k dosažení cíle několik technik, které pracují společně.“
Znalost velikosti a hmotnosti neutronové hvězdy umožňuje fyzikům popisovat „tuhost“ nebo „stavovou rovnici“ látky, která je zkoncentrovaná uvnitř těchto objektů s neuvěřitelnou hustotou. Spektrální čáry železa mohou astronomové používat nejen k testování Einsteinovy obecné teorie relativity, ale mohou pomocí nich zkoumat podmínky uvnitř narůstajícího disku neutronové hvězdy.
Výsledky výzkumu - Astrophysical Journal Letters: XMM-Newton (1. srpna), Suzaku (připraveno k publikování).
Zdroj: Spaceflight Now
Diskuze:
Jak neutronová hvězda křiví časoprostor
ZEPHIR,2007-09-07 18:58:18
Podle éterový teorie vakuum kolem neutronový hvězdy se chová jako hustá hmota, co zpomaluje světlo. Což ovšem nepostřehnem, pokud se tom gravitačním poli pohybujem taky - všechno je tam pro nás pomalejší rovněž, takže namísto zpomalení světla pozorujeme natažení vlnový délky světla (gravitační "rudej posun"). S patřičným odstupem ovšem gravitační čočkování zjevně porušuje postulát o konstantní rychlosti světla, resp. ho činí závislým na poloze pozorovatele. Éterová teorie tudíž relativitu nevyvrací, ale relativizuje ji.
http://superstruny.aspweb.cz/images/fyzika/aether/light_gravity.gif
Ale jde jednoduše ukázat, že uvnitř hustýho clusteru takovejch hvězd je porušenej i princip ekvivalence. Pokud je rozprášíme do objemu clusteru, jejich hmota bude rozptýlená v clusteru zcela rovnoměrně, zakřivení gravitačního pole v takovým prostoru je minimální a takovej oblak by tudíž neměl vykazovat gravitační čočkování. Při pohledu z dálky ovšem materiál neutronovejch hvězd bude ohejbat světlo stejně, jako když cluster tvořily jednotlivý hvězdy a obsahoval silný zakřivení časoprostoru. Jsou to všechno vesměs velmi jednoduchý postřehy, ale formalismus teorie relativity je nepostihuje. Matematika se neumí přepnout na rovnice kvantovky, když z gravitačního pole vylezeme a začínáme se na zakřivení časoprostoru "dívat zvenku". Oba pohledy se můžou akorát částečně průměrovat přes limity nekonečen, takovýmu postupu se říká renormalizace.
Přeju příjemnou víkendovou diskusí...;-)
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
