جنرال لواء

النجوم النيوترونية المبردة بسرعة تزيل الحرارة عن طريق التخلص من النيوترينوات


في ورقة بحثية جديدة نُشرت في مجلة Physical Review Letters ، أبلغ علماء الفيزياء الفلكية عن أدلة جديدة على أن النجوم النيوترونية يمكنها إزالة الحرارة بسرعة عن طريق التخلص من جزيئات دون ذرية تسمى النيوترينوات.

يُعتقد أن النجوم النيوترونية هي نتيجة لانهيار جاذبية نجم ضخم بعد انفجار مستعر أعظم ، وهي أجسام سماوية ذات نصف قطر صغير جدًا وكتلة عالية جدًا تتراوح من 1.4 إلى 3 كتل شمسية.

تحليل انبعاثات الأشعة السينية

يدرس العلماء كيف تزيل النجوم النيوترونية الحرارة من أجل فهم كيف تتصرف المادة في ظل ظروف كثافة ودرجات حرارة عالية للغاية. درس أستاذ الفيزياء وعلم الفلك في جامعة ولاية ميشيغان إدوارد براون وزملاؤه التاريخ البارد لنجم نيوتروني ، كان يمضغ نجمه المجاور ، من خلال تحليل انبعاثات الأشعة السينية في الفترات التي تلت فترتين من X- انفجارات الأشعة ، أو جلسات التغذية ، المنتهية في عامي 2001 و 2016.

ذكرت الورقة البحثية أن "ملاحظات الاسترخاء الحراري لقشرة النجم النيوتروني بعد 2.5 سنة من التراكم تسمح لنا بقياس الطاقة المودعة في اللب أثناء التراكم ، والتي يتم إعادة إشعاعها بعد ذلك على شكل نيوترينوات ، واستنتاج درجة حرارة اللب". ما وجده فريق الفيزياء الفلكية كان آلية تبريد نيوترينو سريعة لم تتم ملاحظتها من قبل تسمى عملية Urca المباشرة.

أول دليل على سرعة التبريد

هذا هو أول دليل على سرعة تبريد العلماء. أظهرت الدراسات السابقة أن النجوم النيوترونية تنبعث منها نيوترينوات لتبرد ببطء ولكن ليس بهذا المعدل السريع.

أخبر براون ساينس نيوز أن النيوترينوات التي لوحظت "تحمل طاقة أسرع بنحو 10 مرات من معدل إشعاع الطاقة بواسطة ضوء الشمس - أو حوالي 100 مليون مرة أسرع من العملية البطيئة". يقع النجم المدروس على بعد حوالي 35000 سنة ضوئية من الأرض.

قال عالم الفيزياء الفلكية جيمس لاتيمر James Lattimer من جامعة ستوني بروك في نيويورك ، والذي لا ينتمي إلى البحث ، إنه على الرغم من أن تلميحات هذا السلوك قد شوهدت من قبل "هذا هو في الأساس الجسم الأول الذي يمكننا من خلاله رؤية النجم وهو يبرد بشكل نشط أمام أعيننا. "

تختفي الطاقة

تم تسمية عملية Urca المباشرة من قبل الفيزيائيين George Gamow و Mário Schenberg خلال زيارة إلى كازينو Urca السابق في ريو دي جانيرو. وبحسب ما ورد قال شينبيرج إن "الطاقة تختفي في نواة المستعر الأعظم بالسرعة التي تختفي فيها الأموال على طاولة الروليت".

وصف مرجع أكسفورد عملية Urca بأنها "دورة من التفاعلات النووية يتم فيها امتصاص الإلكترون بواسطة النواة ثم يعاد إصداره لاحقًا كجسيم بيتا (إلكترون سريع) مع توليد زوج من النيوترينو ومضاد النيترينو. لا تُحدث هذه العملية أي تغيير في تكوين النواة ، ولكنها تزيل الطاقة منها على شكل نيوترينو ومضاد نيوترينو ".

"النيوترينو لص ؛ أوضح الفيزيائي مادابا براكاش من جامعة أوهايو في أثينا ، والذي لا ينتمي إلى البحث ، "إنه يسرق طاقة النجم. يمكن أن تحدث هذه العملية فقط إذا كانت كمية البروتونات في مركز النجم النيوتروني مسؤولة عن أكثر من 10%.

الدراسة مهمة جدًا لفهم المادة فائقة الكثافة الموجودة في مركز النجوم النيوترونية. ستوفر مثل هذه النتائج فحوصات اتساق مهمة لنماذج المادة الكثيفة. علاوة على ذلك ، يمكن لكسر البروتون أن يعطي معلومات عن طاقة التناظر النووي ، على وجه الخصوص ، عن اعتماده على كثافته ، "كما كتب لاتيمر في مجلة الفيزياء.


شاهد الفيديو: علاج البرودة في العضام و الجسم في 15 يوم ستودعونها للأبد تسخن الأطراف وكامل الجسم (كانون الثاني 2022).