Przejdź do treści

Większy niż przypuszczano wpływ protonów na właściwości gwiazd neutronowych

Protony mogą mieć większy wpływ na właściwości gwiazd neutronowych niż wskazywałby na to ich udział w masie tych obiektów - wskazują naukowcy w artykule opublikowanym w Nature.

Gwiazdy neutronowe to najmniejsze i najgęstsze gwiazdy we wszechświecie. Powstają na skutek zapadnięcia się bardzo masywnych gwiazd. Jak wskazuje ich nazwa, składają się głównie z neutronów - obojętnych elektrycznie składników jądra atomowego. Badanie opublikowane ostatnio w Nature wskazuje, że część właściwości tych gwiazd jest kształtowana przez protony - pozytywnie naładowane cząstki, które stanowią zaledwie 5% masy gwiazd neutronowych.

Jak podkreślają profesorowie kierujący badaniem z Uniwersytetu w Tel Awiwie, MIT oraz Old Dominion University w USA, ich odkrycie może wywrócić nasze rozumienie zachowań gwiazd neutronowych.

Naukowcy szukali śladów istnienia krótkotrwałych energetycznych par neutron-proton w jądrach atomów węgla, glinu, żelaza oraz ołowiu. Badali jak wraz z coraz większą przewagą neutronów w jądrach zmienia się prawdopodobieństwo na spotkanie takich krótkotrwałych korelacji. Okazało się, że prawdopodobieństwo napotkania neutronów związanych w takie pary nie zależało od tego stosunku, natomiast prawdopodobieństwo na zawiązanie się energetycznej pary przez protony rosło wraz z większym udziałem neutronów w jądrze.

To każe podejrzewać, że w gęstych gwiazdach neutronowych protony przenoszą nieproporcjonalnie więcej energii, niż wynikałoby to z ich udziału w masie tych gwiazd. Obecnie uważa się, że większość cięższych niż żelazo jąder pierwiastków powstaje podczas zderzeń gwiazd neutronowych. Opisywane tutaj badanie sprawia więc, że trzeba będzie głębiej pochylić się w modelach m.in. nad wpływem protonów na powstawanie ciężkich jąder atomowych w zderzeniach takich gwiazd.

Przez to, że protony w gwiazdach neutronowych mogą przenosić znacznie większe energie niż wcześniej sądzono, mogą one wpływać na właściwości takie jak sztywność, proporcje masy do rozmiaru czy sposób przebiegu procesów chłodzenia tych gwiazd.

Dane do przeprowadzonego badania uzyskano w detektorze cząstek CLAS w stanie Wirginia w USA. Zespół zdecydował się skorzystać z danych pozyskanych z eksperymentu przeprowadzonego w 2004 roku. Wówczas bombardowano elektronami atomy węgla, glinu, źelaza i ołowiu i następnie mierzono tak rozproszone o jądra atomowe elektrony wraz z wytrąconymi nukleonami. W ten sposób można było pośrednio mierzyć prawdopodobieństwa tych krótkotrwałych parowań proton-neutron w jądrach atomowych.

Źródło: Nature

Więcej informacji:


Na zdjęciu: Detektor CLAS. Źródło: MIT.

Reklama