2k
6 лет назад · 2 фото · 1984 просмотров · 24 комментария
Знакомьтесь, кварковая материя - новое состояние вещества (2 фото + 1 гиф)
Самые плотные звезды из всех - нейтронные звезды - могут иметь еще более плотное ядро, где даже нейтроны дробятся на куски.
Кварковая материя может объединять в себе свойства твердого тела, жидкости, газа и плазмы - как новое состояние материи.
Не претендуя на экзотику, новое исследование предполагает, что кварковая материя может составлять большой процент массы некоторых нейтронных звезд.
Нормальная материя, из которой состоит большинство звезд, состоит из атомов, состоящих в свою очередь из положительно заряженных протонов и/или нейтральных нейтронов в их ядре, окруженных облаками отрицательно заряженных электронов. Под огромными гравитационными силами эти электронные облака разрушаются, образуя «суп» из субатомных частиц, называемый ядерной материей.
Дальнейшее сжатие объединяет электроны и протоны, образуя дополнительные нейтроны. Этот процесс создает нейтронные звезды, как гигантские атомные ядра размером земной город, состоящие в основном из протонов и нейтронов. Эти сферы субатомных частиц настолько плотны, что кусочек этого материала будет весить больше, чем гора Эверест.
Эти нейтронные звезды могут оставаться стабильными в течение длительных периодов времени, но новые исследования показывают, что даже нейтроны в ядрах этих звезд могут сами распасться под огромным давлением. Нейтроны и протоны состоят из трех кварков (еще более элементарных частиц), которые могут высвобождаться под огромным давлением, говорится в исследовании.
Нормальная материя, из которой состоит большинство звезд, состоит из атомов, состоящих в свою очередь из положительно заряженных протонов и/или нейтральных нейтронов в их ядре, окруженных облаками отрицательно заряженных электронов. Под огромными гравитационными силами эти электронные облака разрушаются, образуя «суп» из субатомных частиц, называемый ядерной материей.
Дальнейшее сжатие объединяет электроны и протоны, образуя дополнительные нейтроны. Этот процесс создает нейтронные звезды, как гигантские атомные ядра размером земной город, состоящие в основном из протонов и нейтронов. Эти сферы субатомных частиц настолько плотны, что кусочек этого материала будет весить больше, чем гора Эверест.
Эти нейтронные звезды могут оставаться стабильными в течение длительных периодов времени, но новые исследования показывают, что даже нейтроны в ядрах этих звезд могут сами распасться под огромным давлением. Нейтроны и протоны состоят из трех кварков (еще более элементарных частиц), которые могут высвобождаться под огромным давлением, говорится в исследовании.
Ткань пространства-времени испытывает рябь во время таких событий, как столкновение нейтронных звезд, как показано здесь при моделировании.
Посмотреть
Этот процесс теоретически может привести к образованию нейтронных звезд с кварковыми ядрами. Хотя эта идея впервые была предложена несколько десятилетий назад, способы проверки теории до сих пор оказывались бесплодными, поскольку даже суперкомпьютеры не могут выполнить множество вычислений, необходимых для проверки такой модели.
Исследуя гравитационные волны (рябь в пространстве-времени), возникающие при столкновениях нейтронных звезд, и комбинируя эти данные с теоретическими предсказаниями ядерных реакций, группа исследователей из Финляндии считает, что они нашли способ поиска кварковой материи.
Если материя в этих странных коллапсирующих звездах ведет себя так, как предполагает это исследование, то, по крайней мере, некоторые нейтронные звезды могут обладать кварковыми ядрами, размером больше, чем половина останков мертвой звезды.
«Подтверждение существования кварковых ядер внутри нейтронных звезд было одной из самых важных целей физики нейтронных звезд с тех пор, как эта возможность впервые была озвучена примерно 40 лет назад», - сказал Алекси Вуоринен (Aleksi Vuorinen), доцент кафедры физики в Университете Хельсинки.
Исследователи полагают, что возможно (хотя и маловероятно), что некоторые звезды состоят исключительно из ядерной материи. Однако такие тела будут обладать определенными весьма необычными характеристиками - например, скорость звука внутри материала будет больше, чем половина скорости света внутри этого тела.
Исследуя гравитационные волны (рябь в пространстве-времени), возникающие при столкновениях нейтронных звезд, и комбинируя эти данные с теоретическими предсказаниями ядерных реакций, группа исследователей из Финляндии считает, что они нашли способ поиска кварковой материи.
Если материя в этих странных коллапсирующих звездах ведет себя так, как предполагает это исследование, то, по крайней мере, некоторые нейтронные звезды могут обладать кварковыми ядрами, размером больше, чем половина останков мертвой звезды.
«Подтверждение существования кварковых ядер внутри нейтронных звезд было одной из самых важных целей физики нейтронных звезд с тех пор, как эта возможность впервые была озвучена примерно 40 лет назад», - сказал Алекси Вуоринен (Aleksi Vuorinen), доцент кафедры физики в Университете Хельсинки.
Исследователи полагают, что возможно (хотя и маловероятно), что некоторые звезды состоят исключительно из ядерной материи. Однако такие тела будут обладать определенными весьма необычными характеристиками - например, скорость звука внутри материала будет больше, чем половина скорости света внутри этого тела.
Техник внимательно осматривает зеркала на объекте Ливингстона обсерватории LIGO. Посветив на инструмент лазером, можно определить пыль или другие загрязнения.
По мере того как массивные звезды умирают, они проходят периоды коллапса и разбухания, при каждом коллапсе сращивая более тяжелые элементы в своих ядрах. После потери материала во время каждого коллапса самые массивные звезды навсегда распадаются, превращаясь в черные дыры. Чуть менее массивные из них образуют нейтронные звезды.
Эти плотные звездные остатки упаковывают в материю от одной до 1,7 раз больше массы, чем наше Солнце, в тело размером примерно с город. Астрономы впервые обнаружили нейтронную звезду в 1967 году, но способность измерять их массу оставалась нереаоищуемой в течение 30 лет. С тех пор астрономы открыли три нейтронные звезды, которые почти совпадают (или даже, возможно, немного превышают) обычно наблюдаемый для таких объектов верхний предел из двух масс Солнца.
Дополнительные исследования показали, что большинство стабильных массивных нейтронных звезд ведут себя так, как будто они имеют эти теоретические кварковые ядра в своих центрах.
Зафиксированные от них сигналы показали ограничения величины, на которую эти бывшие звезды могут растягиваться, приближаясь друг к другу, несмотря на мощные гравитационные силы, возникающие во время столкновений. Это открытие позволило исследователям определить, что ни одна из звезд в столкновении не могла быть больше 26 км (16 миль) в поперечнике.
Эти плотные звездные остатки упаковывают в материю от одной до 1,7 раз больше массы, чем наше Солнце, в тело размером примерно с город. Астрономы впервые обнаружили нейтронную звезду в 1967 году, но способность измерять их массу оставалась нереаоищуемой в течение 30 лет. С тех пор астрономы открыли три нейтронные звезды, которые почти совпадают (или даже, возможно, немного превышают) обычно наблюдаемый для таких объектов верхний предел из двух масс Солнца.
Дополнительные исследования показали, что большинство стабильных массивных нейтронных звезд ведут себя так, как будто они имеют эти теоретические кварковые ядра в своих центрах.
Зафиксированные от них сигналы показали ограничения величины, на которую эти бывшие звезды могут растягиваться, приближаясь друг к другу, несмотря на мощные гравитационные силы, возникающие во время столкновений. Это открытие позволило исследователям определить, что ни одна из звезд в столкновении не могла быть больше 26 км (16 миль) в поперечнике.
С 2017 года число открытых слияний нейтронных звезд увеличилось, поскольку обсерватории LIGO и Virgo нацелены на нейтронные звезды, стремясь понять процессы, происходящие под их поверхностью. Последние данные приборов, изучающих гравитационные волны, показывают, что эти причудливые кварковые ядра существуют в звездных системах по всему Космосу.
Каждый раз, когда астрономы разрабатывали новые способы наблюдения Вселенной - через оптический, а затем радиотелескоп, используя обсерватории, наблюдающие за космосом в ультрафиолетовом свете и в гамма-лучах, мы узнали о Вселенной гораздо больше. Сегодня астрономия стоит на пороге следующей революции - гравитационно-волновой астрономии - измерения реальных пульсаций в пространстве-времени, создаваемых во время движения массивных объектов.
«Есть основания полагать, что золотой век гравитационно-волновой астрофизики только начинается, и что вскоре мы станем свидетелями еще многих подобных скачков в нашем понимании природы», - полагает Алекси Вуоринен (Aleksi Vuorinen), доцент кафедры физики в Университете Хельсинки.
Каждый раз, когда астрономы разрабатывали новые способы наблюдения Вселенной - через оптический, а затем радиотелескоп, используя обсерватории, наблюдающие за космосом в ультрафиолетовом свете и в гамма-лучах, мы узнали о Вселенной гораздо больше. Сегодня астрономия стоит на пороге следующей революции - гравитационно-волновой астрономии - измерения реальных пульсаций в пространстве-времени, создаваемых во время движения массивных объектов.
«Есть основания полагать, что золотой век гравитационно-волновой астрофизики только начинается, и что вскоре мы станем свидетелями еще многих подобных скачков в нашем понимании природы», - полагает Алекси Вуоринен (Aleksi Vuorinen), доцент кафедры физики в Университете Хельсинки.
Метки: #Астрофизика #Вселенная #квантовая механика #наука #открытие #ученые #физика
Хотедось бы поподробней про кварковую материю, как она возникает, какие у неё свойства, как её использовать?
"самые плотные звезды из всех - нейтронные звезды"
журналисты уверены? а черные дыры, значит, имеют меньшую плотность?
вопрос лишь в том - а можно ли чёрные дыры называть звёздами, или это что-то приципиально новое? Это как в своё врем с Плутоном вышло - вроде планета, а вроде и нет.
а еще все тяжелые элементы вроде свинца , серебра, платины, золота и тяжелее - образуются только при взрыве от слияния нейтронных звезд. в среднем такое слияние происходит в нашей галактике раз в 100 лет. и да , фактически и технически нейтронная звезда это вовсе не звезда (просто название осталось) , как и белые карлики. это трупы звезд . в них уже не происходит термоядерных реакций , что является основным критерием , чтобы назвать небесное тело звездой.
нейтронные звезды - самые опасные объекты во вселенной . если бы такая появилась бы рядом с землей на расстоянии хотя бы в 5 световых лет - на земле бы все живое прекратило существование
может потому что я окончил физмат ?
Всё понял! Вопросов больше нет. Только уважение
" почему не летит хотя бы железо? Ну или углерод, ок" (с)
Гравитация не пускает. Тяжёлые элементы накапливаются в ядре звезды. А на ядро давят внешние оболочки
эээ... Так, стоп! Если мы говорим о том, что в ядре Солнца идет термоядерная реакция, то ничего там накапливаться не может в принципе. Насколько мне известно, то там идет образования гелия из протонов. Получается, вроде как, следующая ситуация: на Солнце падает всякая дрянь (метеориты, кометы, наши аппараты, межзвездная пыль и прочее), которая распродается на элементарные частицы в фотосфере и, попадая в ядро, собирается в гелий, который, собственно, и излучается в виде ионов (ну и часть протонов с электронами тоже летит заодно). Так откуда железо там будет? Там даже углерода не будет - размеры солнышка не те немного;)
И опять же: сложность ядерного синтеза в том, что он - термоядерный: нужно преодолеть кулоновский барьер между протонами чтоб получить гелий. Но секунду! У нас же кроме гелия есть водород с одним протоном и одним нейтроном - там нет кулоновского барьера! Что мешает в лабе провести реакцию этого синтеза? Даже дикие температуры будут не нужны! Нейтроны мы умеем получать. Протоны - тоже. Разогнать в ускорителе протоны и бомбардировать ими нейтроны и фиксировать получение водорода. Не? Нет ни у кого желания почему-то провести этот синтез...
в процессе теромоядерного синтеза образуется инертный гелий - реакция "горения" водорода. Когда водород "выгорает", ядро начинает сжиматься пока не разогреется ещё сильнее и не "зажжёт" гелий. Выгорает гелий, "зажигается" кислород, углерод и тд. Вплоть до железа. Для звёзд более массивных чем наше Солнце - в процессе вспышки сверхновой образуются все элементы тяжелее железа.
Так гласит официальная наука. А про метеориты - вы не правы. Они сгорают как физический объект, но сами атомы железа или урана сохраняют свою структуру. Ибо нет процесса атомного распада.
Почему мы не может управлять термоядерным синтезом - не ко мне вопрос. Тема очень обширная и тот, кто однозначно сможет ответить на этот вопрос достоин Нобелевской премии
мдя... Заголовок не соответствует тексту вот ни разу... Есть, вроде как, такая штука, как кварк-глюонная плазма (правда она там доли микросекунд существует)... Но нейтронные звезды тут вот вообще не при чем;)