न्यूट्रॉन तारा कितना बड़ा है? ये चरम, अल्ट्रा-घने टूटे हुए तारे काफी छोटे होते हैं, जहां तक तारकीय वस्तुओं का संबंध है। वर्षों से, खगोलविदों ने 19-27 किमी (12 से 17 मील) के बीच कहीं पर न्यूट्रॉन सितारों को आंका है। यह वास्तव में काफी सटीक है, न्यूट्रॉन सितारों की दूरी और विशेषताओं को देखते हुए। लेकिन खगोलविदों ने इसे नीचे तक सीमित करने का काम किया है अधिक सटीक माप।
शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम ने अब ऐसा ही किया है। कई अलग-अलग दूरबीनों और वेधशालाओं के डेटा का उपयोग करते हुए मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर ग्रेविटेशनल फ़िज़िक्स के सदस्य, अल्बर्ट आइंस्टीन इंस्टीट्यूट (AEI) ने न्यूट्रॉन सितारों के लिए दो के कारक के आकार के अनुमान को संकुचित कर दिया है।
एईआई हनोवर में शोध दल का नेतृत्व करने वाले बद्री कृष्णन ने कहा, "हम पाते हैं कि विशिष्ट न्यूट्रॉन स्टार, जो हमारे सूर्य के लगभग 1.4 गुना भारी है, की त्रिज्या लगभग 11 किलोमीटर है।" "हमारे परिणाम त्रिज्या को सीमित करने की संभावना रखते हैं। 10.4 और 11.9 किलोमीटर के बीच।"
इसका व्यास 20.8 - 23.8 किमी (13-14.8 मील) है।
इस टीम के अध्ययन का उद्देश्य अधिक प्रसिद्ध है: बाइनरी न्यूट्रॉन स्टार विलय GW170817 जिसने LIGO (लेजर-इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल वेव ऑब्जर्वेटरी) और कन्या कंसोर्टियम द्वारा 2017 में ज्ञात गुरुत्वाकर्षण तरंगों का निर्माण किया। इस वस्तु का कई बार कई दूरबीनों द्वारा अध्ययन किया गया है, जिसमें फ़र्मी उपग्रह, हबल स्पेस टेलीस्कोप और दुनिया भर के अन्य दूरबीन और वेधशालाएँ शामिल हैं। उन सभी अवलोकनों ने मैक्स प्लैंक टीम को काम करने के लिए डेटा का एक नावेल दिया।
"बाइनरी न्यूट्रॉन स्टार विलय जानकारी की एक सोने की खान है!" कहा Collin Capano, AEI हनोवर में शोधकर्ता और प्रकृति खगोल विज्ञान में प्रकाशित एक पत्र के प्रमुख लेखक। न्यूट्रॉन तारे ब्रह्मांड में घने पदार्थ होते हैं। ... इन वस्तुओं के गुणों को मापने से, हम मूलभूत भौतिकी के बारे में सीखते हैं जो उप-परमाणु स्तर पर पदार्थ को नियंत्रित करता है। "
न्यूट्रॉन तारे तब बनते हैं जब एक विशाल तारा ईंधन से बाहर निकलता है और ढह जाता है। तारे का बहुत केंद्रीय क्षेत्र - कोर - ढह जाता है, प्रत्येक प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन को एक न्यूट्रॉन में एक साथ कुचल देता है। यदि ढहने वाले तारे का मूल लगभग 1 और 3 सौर द्रव्यमानों के बीच है, तो ये नव-निर्मित न्यूट्रॉन एक न्यूट्रॉन तारे को पीछे छोड़ते हुए पतन को रोक सकते हैं।
इससे भी अधिक द्रव्यमान वाले सितारे तारकीय-द्रव्यमान वाले ब्लैक होल में गिरते रहेंगे।
लेकिन एक न्यूट्रॉन स्टार में गिरावट, घनीभूत वस्तु को ज्ञात बनाता है - फिर से, एक शहर के आकार को नीचे कुचलने वाले सूरज के द्रव्यमान के साथ एक वस्तु। और आपने शायद यह दूसरी तुलना पहले भी सुनी होगी, लेकिन यह दोहराने के लायक है कि यह कितना नाटकीय है: न्यूट्रॉन स्टार सामग्री के एक चीनी क्यूब का वजन पृथ्वी पर लगभग 1 ट्रिलियन किलोग्राम (या 1 बिलियन टन) होगा - पर्वत जितना एवरेस्ट।
अनुसंधान टीम ने न्यूट्रॉन सितारों के अंदर पाए जाने वाले उच्च घनत्व पर सूक्ष्म-कणों का किस तरह से संपर्क किया जाता है, इसकी मूलभूत समझ के आधार पर एक मॉडल का उपयोग किया।
लेकिन चूंकि अन्य तारों का आकार व्यापक रूप से भिन्न हो सकता है, इसलिए न्यूट्रॉन सितारों का आकार भी भिन्न नहीं हो सकता है?
सबसे पहले, स्पष्ट करने के लिए, इस अध्ययन में उद्धृत त्रिज्या एक न्यूट्रॉन तारे के लिए है जिसका द्रव्यमान हमारे सूर्य से 1.4 गुना है।
कैपोनो ने एक ईमेल में अंतरिक्ष पत्रिका को बताया, "यह एक सामान्य जन है जो आमतौर पर साहित्य में उपयोग किया जाता है क्योंकि एक बाइनरी में देखे गए लगभग सभी न्यूट्रॉन सितारों का द्रव्यमान इस मूल्य के करीब है।" "हम 1.4 सौर-द्रव्यमान न्यूट्रॉन स्टार की त्रिज्या का अनुमान लगाने के लिए GW170817 का उपयोग कर सकते हैं, यह है कि हम लगभग सभी न्यूट्रॉन सितारों से एक ही सामान बनाने की उम्मीद करते हैं।"
अन्य "नियमित" सितारों के लिए, उनके द्रव्यमान और त्रिज्या के बीच संबंध कई चर पर निर्भर करता है, जैसे कि तत्व जो तारा अपने मूल में फ्यूज कर रहा है, कैपानो ने समझाया।
"दूसरी ओर, न्यूट्रॉन सितारे इतने कॉम्पैक्ट और घने हैं, कि उनमें वास्तव में अलग परमाणु नहीं हैं - पूरे स्टार मूल रूप से एक विशाल एकल परमाणु नाभिक है, जिसमें लगभग पूरी तरह से न्यूट्रॉन एक साथ कसकर पैक होते हैं," उन्होंने कहा। "इस कारण से, आप न्यूट्रॉन सितारों के बारे में नहीं सोच सकते हैं, जिसमें संभवतः विभिन्न तत्व शामिल हैं। वास्तव में, 'तत्व' का इन घनत्वों पर वास्तव में कोई मतलब नहीं है, क्योंकि जो तत्व परिभाषित करता है वह उसके घटक परमाणुओं में प्रोटॉन की संख्या है। "
कैपानो ने कहा कि चूंकि सभी न्यूट्रॉन समान चीजों से बने होते हैं (क्वार्क, ग्लून्स द्वारा एक साथ रखे जाते हैं), खगोलविद उम्मीद करते हैं कि सभी न्यूट्रॉन सितारों पर लागू होने वाले द्रव्यमान और त्रिज्या के बीच एक सार्वभौमिक मानचित्रण हो।
उन्होंने कहा, "इसलिए, जब हम 1.4 सौर द्रव्यमान स्टार के संभावित आकार को उद्धृत करते हैं, तो हम वास्तव में जो कर रहे हैं, वह संभावित भौतिकविदों को विवश कर रहा है जो उप-परमाणु दुनिया का वर्णन करते हैं।"
जैसा कि टीम अपने पेपर में वर्णन करती है, उनके परिणाम और प्रक्रियाएं अन्य खगोलीय पिंडों, जैसे पल्सर, मैग्नेटर्स, और यहां तक कि जिस तरह से इन तरंगों का निर्माण कर रहे हैं, उसका विवरण प्रदान करने के लिए गुरुत्वाकर्षण तरंगों के अध्ययन के लिए भी लागू किया जा सकता है।
प्रकाशन के सह-लेखक स्टेफनी ब्राउन ने कहा, "ये नतीजे रोमांचक हैं, न कि सिर्फ इसलिए कि हम न्यूट्रॉन स्टार रेडी मापों में काफी हद तक सुधार कर पाए हैं, बल्कि यह हमें न्यूट्रॉन सितारों के अंतिम भाग्य में एक खिड़की देता है।" और AEI हनोवर में एक पीएचडी छात्र।
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पेपर: मल्टीमेसर टिप्पणियों और परमाणु सिद्धांत से न्यूट्रॉन-स्टार राडिए पर कड़े अवरोध
मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट प्रेस विज्ञप्ति
