Uzay

Plazma Nötron Yıldızlarının Delice Manyetik Alanlarından Nasıl Patladığımızı Nihayet Öğrenebiliriz

0

Sıkılmış fizikçilerin yaptığı yeni hesaplamalar bizi, X-ışını ışıklarının güçlü patlamalarını patlatmak için materyalin nötron yıldızlarına nasıl düşebileceğini anlamaya biraz daha yaklaştırdı.

İkili bir refakatçiden ölü yıldıza yerçekimsel olarak yeterince plazma çekilirse, kütlesi nötron yıldızının güçlü manyetik alanı tarafından oluşturulan engelden geçmeye ve nötron yıldızı atmosferine doğru yol almaya yeterlidir.

Nötron yıldızı birikimi ve X-ışını parlamalarının uzun süredir çözülmemiş gizeminin önemli bir parçası. Bulgu, plazmanın manyetik alanlardaki davranışını daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir – bu, Dünya’da plazma füzyonunun gelişimine uygulanabilecek bir şey.

Princeton Plazma Fiziği Laboratuvarı’ndan plazma fizikçisi Russell Kulsrud, “Bu araştırma soyut sorularla başladı” dedi.

“Yoldaş bir yıldızdan gelen madde, bir nötron yıldızının güçlü manyetik alanını X-ışınları üretmek için nasıl geçebilir ve bu alanlarda gözlenen değişikliklere ne sebep olabilir?”

Nötron yıldızları, Evrendeki en yoğun nesneler arasındadır. Belirli bir kütleye sahip bir yıldız (Güneş’in kütlesinin 8 ila 30 katı arasında) ana dizi ömrünün sonuna geldiğinde ve öldüğünde olan şey bunlar.

Yıldızın çekirdeği kütleçekimsel olarak çökerek milyonlarca yıl boyunca parlamayı bırakacak olan kompakt, ultra yoğun bir küre oluştururken, bir süpernova patlamasında dış yıldız materyali havaya uçurulur – ışıldayan tek şey artık ısıdır.

Yoğun dediğimizde, demek istiyoruz yoğunayrıca. Daha yoğun olan tek şey bir kara deliktir (bu, öncü yıldız 30 güneş kütlesinden daha büyük bir kütleye sahip olsaydı, çekirdek çökebilirdi). Bir nötron yıldızı, Güneş’in kütlesinin yaklaşık 1,5 katıdır ve yaklaşık 10 kilometre (6,2 mil) genişliğinde bir şeye yerleştirilmiştir.

Bu aşırı nesneler, tipik olarak Dünya’nınkinden trilyonlarca kat daha güçlü bir manyetik alana sahip, uzayda takılıyorlar. Bazen, nötron yıldızının yoldaşın atmosferinden materyali yakalayabileceği ve biriktirebileceği kadar yakın bir mesafede ikili bir refakatçi eşlik ediyor.

Bu gerçekleştiğinde, materyal, nötron yıldızını besleyen ve yerçekimi nedeniyle hızlandıkça enerji kazanan bir disk oluşturur. Bu enerji, genellikle nötron yıldızının kutuplarındaki sütunlarda veya sıcak noktalarda yoğunlaşan X-radyasyonu şeklinde kaçar. Bunun olduğunu biliyoruz; biz onu gözlemledik. Ancak plazmanın manyetik alandan nasıl geçebileceği sorusu kaldı.

Neyse ki Kulsrud’un elinde biraz zaman vardı.

“Salgın başladığında ve herkes evlerine kapatıldığında, bir nötron yıldızı modelini alıp birkaç şeyi çözmeye karar verdim,” diye açıkladı.

O ve meslektaşı, Almanya’daki Max Planck Astrofizik Enstitüsü’nden astrofizikçi Rashid Sunyaev, plazmanın manyetik alana tutunup onu sürükleyip sürüklemediğini veya onu sağlam bırakarak geçip geçmediğini anlamak için matematiksel modelleme yaptı.

Hesaplamalarına göre ikincisi. Düşen plazmanın kütlesi yeterince yüksekse, manyetik alana yerçekimi basıncı uygulayabilir. Bu, manyetik alanın gücünde bir dizi dalgalanma yaratır ve bu da plazmanın kaymasına izin veren bir dengesizliğe neden olur.

Plazma diğer tarafa geldiğinde, nötron yıldızının manyetik alan çizgileri boyunca kutuplara aktarılır ve burada nötron yıldızına eklenir.

Bu modele göre, kutupta biriken plazma yüzeyde desteklenemeyecek kadar ağırlaşır ve nötron yıldızının iç kısmına batar. Kutuplardaki ilave iç basınç daha sonra manyetik alanı bozar. Zamanla, basınç, gelen plazmanın nötron yıldızının tüm yüzeyine yayılmasına ve küresel X-radyasyonu oluşturmasına neden olur.

Kulsrud, “Nötron yıldızının yüzeyine eklenen kütle, yıldızın manyetik alanının dış bölgesini bozabilir” dedi. “Yıldızı gözlemliyorsanız, manyetik alan tarafından yayılan radyasyonun kademeli olarak değişeceğini görmelisiniz. Ve aslında gördüğümüz bu.”

Ekip, spekülasyonlarının tüm nötron yıldızlarına uygulanmasının olası olmadığını, çünkü istikrarsızlığa yaklaşımlarının yaklaşık olduğunu belirtti. Bununla birlikte, bulgular, manyetik alanın zaman içinde değişen şeklini ve nihai bir sonucu öngörüyor.

Birkaç on binlerce yıl boyunca nötron yıldızı, kütlesini ve yarıçapını kademeli olarak yılda yaklaşık bir milimetre oranında artıracak ve nihayetinde manyetik alanı için sabit bir duruma ulaşacaktır.

Ve matematiğin, plazmayı sınırlamak için manyetik alanları kullanan tokamak füzyon reaktörlerinin geliştirilmesinde uygulamaları olabilir.

Kulsrud, “Bu araştırmanın füzyon enerjisinin gelişimine doğrudan uygulamaları olmamasına rağmen, fizik paraleldir” dedi.

“Dünyanın dört bir yanında kullanılan halka şeklindeki füzyon tesisleri olan tokamaks yoluyla enerjinin yayılması, bir nötron yıldızının manyetik alanı boyunca maddenin yayılmasına benziyor.”

Araştırma, Plazma Fiziği Dergisi.

.

Profesör

Bu Dünya veya Mars’ın İnanılmaz Fotoğrafı mı?

Previous article

Temas izleme uygulaması, COVID’nin İngiltere ve Galler’de yayılmasını engelledi

Next article

You may also like

Comments

Comments are closed.

More in Uzay