Forskere finner "øvre grense" for størrelse på nøytronstjerner

Den siste grensen er hjemmet til utallige sykluser av liv og død; selv de mest katastrofale hendelsene kan gi nye planeter og stjerner. Neutronstjerner er et slikt eksempel, men spesifikke detaljer om størrelsen på disse gigantene har utvunnet forskere i flere tiår.

Disse kosmiske gjenstandene er kollapsede kjerner av en gang humongøse stjerner som vokste så store de bukklede under egen vekt. Disse "zombie-stjernene" ble oppdaget i 1967 og har siden blitt klassifisert som de minste og tetteste stjernene som eksisterer. Men astrofysikere har ikke kunnet bestemme hvor tett disse undead astrale kroppene kan bli, til nå.

Et papir publisert 9. januar i Den astrofysiske journal detaljer hvordan en gruppe astrofysikere fra Goethe-universitetet i Frankfurt klarte å bygge opp tidligere forskning for å nøyaktig beregne den maksimale massen til en nøytronstjerne.

Den typiske nøytronstjernen har en radius på 12 kilometer og en tetthet på rundt 1,4 solmasser, eller 1,4 ganger solens masse. Disse dimensjonene produserer allerede gravitasjonsfelt som ligner på sorte hull. Imidlertid har enda større eksempler blitt funnet: pulsar PSR J0348 + 0432 - en roterende neutronstjerne - klokker i 2,01 solmasser.

Siden nøytronstjerner er i stand til å produsere kraftige gravitasjonsfelt, har forskere vært kløe for å finne ut om disse stjernene kan fortsette å vokse i masse som svarte hull. Denne nye forskningen viste at neutronstjerner ikke kan vokse på ubestemt tid, som svarte hull, men de har en "streng øvre grense", som er 2,16 solmasser.

Gruppen astrofysikere beregnet dette ved å bruke eksperimentelle data i en teoretisk modell.De benyttet seg av tidligere forskning som fastslått at det var et "universelt forhold" mellom nøytronstjerner, noe som betyr at de kan representeres som en konstant i en ligning. Dette tillot dem å bruke data samlet inn i fjor av forskerne som observert sammenslåingen av to nøytronstjerner for å gi konkrete tall til den mer abstrakte delen av denne beregningen.

"Den vakre teoretiske forskningen er at den kan gjøre spådommer. Teorien trenger desperat eksperimenter for å begrense noen av sine usikkerheter, sier lederen av papiret, professor Luciano Rezzolla, i en uttalelse. "Det er derfor ganske bemerkelsesverdig at observasjonen av en enkelt binær nøytronstjernefusjon som skjedde millioner av lysår unna kombinert med universelle relasjoner oppdaget gjennom vårt teoretiske arbeid, har gitt oss mulighet til å løse en gåte som har sett så mye spekulasjon i det siste."

Med dette problemet under beltet, kan astrofysikere bedre forstå massen av intergalaktiske gjenstander fra en avstand. Ikke en dårlig måte å forstå hva som ellers kunne gå på millioner av lysår unna.