元スレ【天文学/物理学】中性子星のサイズは半径12～13.5km - 重力波の観測データから推定［07/06］

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1 :

ドイツのフランクフルト大学とFrankfurt Institute for Advanced Studies(FIAS)の研究チームは、
中性子星の半径がとり得る値の範囲を12～13.5kmの間に絞り込むことができたと発表した。
数値の見積もりには連星中性子星の合体に由来する重力波の観測データを利用した。
研究論文は「Physical Review Letters」に掲載された。

中性子星の半径を測定長年議論されてきた中性子星の半径について、
重力波の観測データを利用して12～13.5kmの間に絞り込んだ。
画像は大きさの比較のためにフランクフルト周辺地図に重ねてある (出所:フランクフルト大学)
中性子星は、太陽よりもやや質量の大きな恒星が寿命を迎えたときに形成される超高密度天体であると考えられている。

年老いた恒星が核融合反応に必要な元素を使い尽くすと、核融合エネルギーによる膨張と重力による凝縮のバランスが崩れ、
超新星爆発などをともなう重力崩壊が起こる。恒星の中心部には、重力崩壊によって落ち込んだ物質が集中し、
主に中性子から構成された超高密度のコアが形成される。

量子力学によれば、フェルミ粒子である中性子には、パウリの排他律から複数の粒子が同一の状態を取れないという性質がある。
このため、粒子が取りうる状態の数が少なくなる超高密度状態においては、
エネルギーがそれ以上低くなることができない「中性子縮退」が起こると考えられている。
この中性子縮退のエネルギーが星の重力とバランスした状態の超高密度天体が中性子星であるとされる。

中性子星の大きさがどの程度であるのかという問題は、これまで40年以上にわたって議論されてきた。
その数値は、高密度核物質の挙動に関する重要な情報を与えるものであるが、
これまでの理論研究から見積もられた半径は8～16kmと幅があった。

一方、今回の研究では中性子星の半径が取りうる値を12～13.5kmと見積もり、幅1.5kmの範囲まで絞り込んでいる。
この値の導出には、2017年8月17日に米国の重力波検出器LIGOおよび欧州のVirgoによって観測された重力波
「GW170817」のデータが利用されている。GW170817は、観測史上5例目となる重力波であり、
ブラックホールではなく連星中性子星の合体にともなって発生したと考えられる重力波としては史上初の事例である。

なお、中性子星の中心部では、中性子などのバリオン(クォーク3個で構成される粒子)が融解し、
通常の物質が「クォーク物質」と呼ばれる状態に転移している可能性も指摘されている。
クォーク物質が実際に存在している確証はないが、クォーク物質が実現していると仮定した場合には、
まったく同一の質量をもつ中性子星であってもクォーク物質への転移がない場合よりも星のサイズは小さくなると考えられる。
今回の研究では、クォーク物質への転移がある場合も考慮した上で、中性子星の半径を計算したという。

■長年議論されてきた中性子星の半径について、重力波の観測データを利用して12～13.5kmの間に絞り込んだ。
画像は大きさの比較のためにフランクフルト周辺地図に重ねてある
マイナビニュース
http://news.mynavi.jp/article/20180706-660265/

3 :

なるほど、分からん。

4 :

それで質量は太陽くらいあるんでしょ。
1ccで10トンくらい？

5 :

直径１０キロか

地球に落下したら怖いな

6 :

>>5
質量的には、地球が中性子星に落下する。

8 :

手のひらサイズだと思ってた

9 :

何から何まで想像を絶するわ。

10 :

ちっちゃいからブラックホールほど重力波が検知されないとすれば理屈は合うな。

11 :

こんな物質リッチな天体できる場所が限られていると思う
小さいけれど、太陽くらいの重力もって、周辺の天体引きつけて、天文学的には短い時間で新しい恒星つくり出せそうな
銀河系とかのスケールで、その中心部に近い場所とか、短い寿命で、できては超新星爆発くり返してるような

そうかと思うと、オリオン座のα星（地球からわずか640光年）が千年以内に超新星爆発するかもといわれてたりするし

12 :

かにパルサーもそうだな

14 :

だから何だよ

15 :

中性子星って1秒に1000回転するくらいの早さで自転してるんだろ。すごすぎてわけわからんわ。

16 :

日本語で書いているはずなのに
読んでもちっとも理解できない

17 :

>>15
フェルミ縮退がどうのこうの。

18 :

推測推論だから　見栄のため先に言ったもん勝ちなんやで
どうせ実証や観測なんてできねーんだから

19 :

チーラも住めないな

22 :

その範囲を超えられないのなら一瞬しか存在できないとかいうことはないの？

23 :

重力崩壊←とんだクセモノ

24 = 4 :

>>13
宇宙ヤバいねw

25 :

>>1
うん、重力波の観測結果がどういう風に利用されてこの推定値が出たのかは、この文だけではさっぱりだねｗ

27 :

>>5
そうとうでかいクレーターできるな

28 :

そういや中性子星がぶっ壊れた欠片とか聞いた事ねぇな
中性子星同士が合体した時に壊れないのかしらん？

29 = 13 :

>>28
中性子星物質は中性子星の重力で超圧縮されてるからな
破片になって中性子星から離れた瞬間に爆散しそう

30 :

こんな星の中心とかブラックホールの特異点とか
よくこの空間が保持してられるな
歪みに歪んで穴が開きそうだが
重力と空間ってのは不思議だなあ

31 :

>>28
中性子星の重力振り切って破片が飛び散るって
相当な衝突スピード無いと無理じゃね？
もう光速に近いようなのじゃないと

32 = 31 :

>>30
局所的に空間(時空)が破綻したのをブラックホールと言うんだよ

33 :

ブラックホールの出口はホワイトハウスにつながっているとかSFでよくあるけど、時空の歪みで窪みが深いけど底はあるんじゃないの？

34 :

>>33
ましかよ！
出口でトランプが出迎えてくれるんか

35 :

パルサーの発信源

36 :

中性子星の地表に着陸したら
どうなるの？っと…

37 :

中性子星の表面近くでは重力が大きすぎて時間がほぼ止まるって子供の頃に聞いた。
天然のタイムカプセルになるらすぃ

38 :

周囲のいろんなものを引き寄せてあっという間に
半径20kmを超えそうと思ったが
太陽レベルの大きさが縮こまってるのなら
木星程度の大きさのものが引き寄せられてもほとんど変わらないか

39 :

1cm^3が何億トンレベルになった星が
半径１０ｋｍもあるとか想像つかない
質量すごいだろうからぶつけたらすごいことになるだろうな
宇宙のピストルって感じだろうか

40 :

つまり密度がすごいってことでしょ。
質量とか大きさよりも密度の高さってことがキーなんじゃないの？
そうなるとニュートリノの密度がこの世で一番高いってことになるの？

41 = 31 :

>>37
ほぼ止まるほどの時間時間の引き伸ばしは無いだろ
相対論の時間引き伸ばしが顕著に表れてくるのは重力脱出速度が光速の９０％を超えるぐらいから
(９０％で２倍ぐらいの引き伸ばしだったかな)
中性子星は強大な重力ではあるが光速の３分の１の脱出速度なんで時間経過は宇宙空間(中性子星の外)の７０％ぐらいだそう
まあそれでも中性子星に７年いたら宇宙空間では１０年ぐらい経ってるって事だが

42 = 39 :

>>41
考えてみた
中性子星に一度降り立つと脱出速度は光速レベルに・・・
ということはブラックホールでなくても、７年どころか永久に脱出はできない
その上、降り立つとフェルミ縮退して体が中性子になるおまけつき

43 :

界王星だな

44 :

ニューハーフ

45 :

>>13
なにそれ想像できない
宇宙パネェなｗ

46 :

　

＞量子力学によれば、フェルミ粒子である中性子には、パウリの排他律から複数の粒子が同一の状態を取れないという性質がある。
＞このため、粒子が取りうる状態の数が少なくなる超高密度状態においては、
＞エネルギーがそれ以上低くなることができない「中性子縮退」が起こると考えられている。

ブラックホールになる場合はこの先どうなるの？

　