【宇宙】太陽2.14個ぶん、質量マックスの中性子星が見つかる[9/27]
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2019.09.27 08:00
https://www.gizmodo.jp/2019/09/msp-j0740-6620.html
https://assets.media-platform.com/gizmodo/dist/images/2019/09/19/zeo7usowdoidkxdmyxw5-w960.jpg
直径が知りたい。
観測史上最大となりうる中性子星を発見した…との研究結果が発表されました。
質量の大きな恒星が、直径20km程度にまで圧縮されてできる中性子星は、あまたある天体のなかでもとりわけ不可解なものです。サイズは極めてコンパクトなのに、質量は太陽よりも少し大きく、いわば超固太り体形の天体です。今回観測された中性子星｢MSP J0740 + 6620｣にいたっては、少なくとも太陽の2倍以上の質量があるようで、それがハーフマラソンくらいの直径に収まっているってちょっとイメージできませんよね。
論文のメイン著者でバージニア大学の博士号候補者、Thankful Cromartie氏は、米Gizmodoに対して次のように述べています。
もっともっと大きな中性子星を見つけることはエキサイティングです...なぜなら、中性子星内部の状態を説明する｢状態方程式｣の解明に役立つからです。
中性子星の質量を算出することで、この不可解きわまりない天体が、そもそもどうやって成立しているのかについての理解が進む可能性があるのです。
型破りなサイズの中性子星がゴロゴロ
従来、中性子星の質量は太陽約1.4個ぶんほどと考えられてきましたが、最近の観測で巨大なものがゴロゴロ発見されています。
アメリカとカナダの科学者からなる共同研究組織｢NANOGrav｣では、グリーンバンク望遠鏡やアレシボ電波望遠鏡を使って、この12年間で数十個の中性子星を発見してきました。
本来NANOGravは、2016年にLIGOが初観測したことでおなじみの重力波の検出を試みているんですが、その過程で重力波よりやや高い周波数信号を放つ中性子星が見つかる…というわけです。
とりわけ彼らは、パルス状の光線を発する中性子星、パルサーに興味津々で、MSP J0740 + 6620は、まさにそんなパルサーの1つです。
条件ピッタリで奇跡の体重測定が叶う
研究者らはグリーンバンク望遠鏡によりMSP J0740 + 6620を観測。｢シャピロ遅延｣と呼ばれる相対論的な現象を利用して星の質量を測りました。
MSP J0740 + 6620は、白色矮星というコンパクトな天体と連星系を形成しています。2つの天体はお互いの周りを回っていて、白色矮星がパルサーの前を通過するとき、白色矮星の重力で空間がわずかに歪みます。歪んだ空間のぶん光は長い距離を移動するはめになりますので、地球から見るとパルスがわずかに遅延したように見えます。
この現象を利用してパルサーの質量を算出したところ、Nature Astronomyに掲載の論文によると太陽の約2.14倍だったとのことです。
Cromartie氏によれば、じつは、こうした連星を見つけて質量が測れるケースはレアで、地球から見た角度の条件がピッタリそろわなければならないようです。今回は幸運にも、中性子星の質量を算出するうえで、信頼性の高い手法が利用できました。
ただ、今後より大きな中性子星を観測したとしても、他の手法による算出では正確性が損なわれることも指摘しています。
この質量は中性子星の上限かも
グリーンバンク天文台担当のアメリカ国立科学財団（NSF）プログラムディレクター、Harshal Gupta氏は｢このパルサーの質量は、この手の天体の上限かもしれない。これより質量が大きい場合、パルサーは崩壊してブラックホールになる可能性がある｣と説明しています。
またGupta氏は、NANOGravが、LIGOやVirgoによる発見をどのように補完するかについても、興奮して次のように語りました。
天文学にコンパクトな天体の物理学が加われば、非常に手堅い成果が得られます。
一方Cromartie氏に関しては、米Gizmodoに｢カナダのCHIME電波望遠鏡による頻繁な観測や、NICER（NASAの中性子星観測装置）による半径の測定なんかで得られるデータを見るのが楽しみ｣とコメントしています。
こうした追加観測は、とりわけ不可解な天体、中性子星についての謎解きに貢献してくれるんじゃないでしょうか。 恒星を中心にぐるぐる回る位だから重いんだろうけどマックスで2倍程度ってのもイマイチだわ 電子縮退圧によって支えられる恒星、と言う概念は
白色矮星のサイズとその高密度を説明するために
生み出された
チャンドラセカールは1931年にその上限を発表したが、
中性子がまだ発見されていない、そんな頃でもあった 金とかプラチナは中性子星で作られるって聞いたことある この上限は理論値でしかなかったけれど、太陽質量の1.4倍という
小さなものだったので、それ以上の天体が存在する事は十分考えられた
そうした星は際限なく潰れていく事が予想されたので、エディントンは
チャンドラセカールの理論を真っ向から否定した
ちなみに中性子からなる中性子星の概念は1932年にフリッツ・ツビッキー
によって提唱された 宇宙ってヤバいな。
地球人は何も分からないまま
死んで行くんだろうな。
俺たちなんて宇宙にとって元素くらいの
ミクロな星の中でワオワオやってる
だけだもんな。
今日、口説き損ねた女とか課金ガシャで
爆死したとかその風ほどのもんでもないよな。 「竜の卵」という中性子星を舞台にしたＳＦが面白かった
でも、中性子星が太陽系内に迷い込んできたら地球も生物もアボーンだな
そういうことを想像すると恐いよ そして中性子星についても、中性子の縮退圧によって支えられる
というモデルが作り出され、1939年にその上限が導かれた
算出したのは、ロバート・オッペンハイマーとジョージ・ボルコフ
その値は最初、0.7太陽質量しかなかったけれど、その後何度か
修正され、3.0太陽質量あたりが上限とされてきた そして2017年の中性子星合体の重力波観測によって、この質量上限は
2.17太陽質量のあたりにまで絞り込まれた
今回のPSR J0740+6620は 2.14太陽質量なので、まさにBH化するか
どうかのギリギリのところにある事になる こうした理論値は縮退物質についての知識が不十分なため
不確実なものにならざる得ない
だから観測によって理論を検証し、修正する事が必須になる
そういう意味で、今回のデータには重要な意味がある こいつが中性子星になる前に生成した
酸素や炭素などの元素が
超新星爆発で宇宙空間に撒き散らされたわけで
もしかしたらこの星に由来する元素の一部は
この地球や今の私たちの体を構成してるかも >>16
何を今さら、
元々、
ビッグバンの瞬間は同じ点に居たのに、
他人行儀な J0740+6620を形成した超新星爆発を起こした恒星の質量は
おそらく20太陽質量くらいだろうね
白色矮星との連星なので、不確実なところはあるけれど
ちなみにJ0740+6620の直径は約30kmで、これは通常の中性子星の
3倍くらいあったりする 一方で、伴星の白色矮星の方は直径数千kmの大きさがある
そのため周回の度に、中性子星は白色矮星の背後に隠されてしまう
この掩蔽が起る際、パルサーでもあるJ0740+6620からのパルスは
白色矮星のすぐそばを通る事になり、重力場による遅延が発生する
この遅延は10マイクロ秒ほどでしかないが、パルサーのパルスは極めて正確な周期で
発信されるので、十分検出できる
そしてこの遅延の大きさは天体の質量に依存するため、中性子星の質量が
精確に導き出される
この測定はたまたま、地球からこの掩蔽を観測できるという位置関係にあった
事で可能になった もっとも大きな中性子星よりも、最も小さな中性子星はどうなの？ なお白色矮星の方の質量は、およそ0.258太陽質量ほどしかない
これは白色矮星としては平均を下回る程度で、特にめずらしくはない
ただこの値は、連星が合体すれば、2.17太陽質量の上限を超える事を
可能にする
この連星はいずれにせよ、BHする運命にあるのかもしれない 竜の卵 懐かしいな
木星の五百倍以上の質量、二十キロメートルの直径、〇・二秒で一回転し、重力六百七十億G、鉄の原子核の大気をもつ
地表温度八千度の回転する中性子星（パルサー）である。そこに住むのは体長三ミリの殻のないアワビのような知的生物――チーラなのだ。 中性子星の概念は恒星の核融合サイクルが理解される前に
現れたので、恒星進化論が発展して超新星爆発との関係が
把握されるまではかなり掛かった
それまでは、全ての恒星は単に燃え尽きて白色矮星になる
と思われていた
そして理論的な理解の後も、実際の天体としての発見は1967年
まで待たなくてはならなかった そのうちこの星もブラックホールになる。
そういうブラックホールが成長しながら次々合体して巨大ブラックホール化する。
やがて巨大ブラックホール同士もすごい速さで加速度的に成長合体していき、ついには宇宙全体がほんの一瞬にして超巨大ブラックホールに飲み込まれる。
それが宇宙の終わりらしい。
それは明日の今頃に起こると聞いた。 中性子星の質量上限を引き下げたのは2017年に観測された重力波だけど
この時、合体した中性子星がどうなったのかはまだ確定してないらしい
中性子星の合体後の状態については、3つの候補が考えられている
1つは即座にBHへ崩壊、もうひとつは大質量中性子星、最後のひとつは
大質量中性子星を経てからのBH化
2017年の合体から生じた天体は元の中性子星の破片からなる雲に
包まれて、強いX線や電波を放っており、3つのどれになったのかを特定
するにはなお数年掛かる
ただX線光度からの推定では、BHに崩壊した可能性が高いとされている もしGW170817の合体から形成された新天体が大質量中性子星
として安定した事が判明すれば、現行の中性子星の質量上限は
修正される事になる まあ本当のところは、「知りたいから調べる」んだろうけどね
ペニシリンの発見とか、はっきりそう言ってるし
科学者はそれでいいんだよ
知見をどう実利に生かすかは、それを利用したい別の者が考える事
ちなみにこの発見がどういう意味を持つかははっきりしてる
上限質量の値は縮退中性子物質の状態を記述する方程式EOSに
強い制約を与える
つまり方程式の中の、今まで不明だった定数の1つを教えてくれる >>18
随分密度低いな
白色矮星は重量増加に従って体積減っていくけど、中性子星は違うのか ゴルフボール位の中性子星を落としたら地球を突き抜けて
ブラジルあたりの地表から飛び出し、再び落下して日本の
地表から飛び出し、を繰り返して地球をハチの巣にすると
いう話は聞いた事ある でもよく考えると地球がゴルフボールに落ち続けてる
ような気が そのへんは、柔らかい状態方程式と堅い状態方程式の
違いじゃない？
状態方程式が柔らかい場合、つまり圧縮に対する圧力上昇が小さい
物性であれば、圧縮されやすく小さな半径になる
なお中性子の状態方程式では、堅い方程式の方が半径・質量ともに
大きくなるとされてる 実はブラックホールは存在せず、
すべて中性子星であり、
観測しないときは波になってんじゃないの？ >>40
電子はフワフワ、中性子はカチコチって感じか >>38
潮汐力により、中性子星に近づいたたけで粉々になるかな。
掃除機に吸いとられる豆腐みたいなもの。 素粒子である中性子（星）からγ線やx線が出てくる理屈がよくわからん
中性子合体するときに出るのか？
合体してできた陽子に中性子線が当たって核分裂するときに出るのか？ >>45
x線は周りの降着円盤の高温ガスから
γ線は中性子表面に貯められた水素ガスが一斉に核融合した時に放出される 単独の中性子星でX線を出してるものは殆どないよ
X線パルサーは連星系で、X線を放射してるのは伴星からの降着物質
ガンマ線も同じで、殆ど観測されてない
GRBの事を言ってるのなら、少なくとも短いSGRBはGW170817で
重力波とほぼ同時に観測されたので、中性子星の合体によるものと
考えられてる 『チェルノブイリの祈り』（2015年ノーベル文学賞）
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あいさつ回りなどで外出し、午後５時３０分ごろ帰宅。その後、家族が異変に気付いて１１９番通報した。
福島原発事故直後に、海老蔵さんと麻央さんは、福岡に避難しました。
マスコミや右翼がこの避難をバッシングしたことは、記憶に新しいところです。
いまや、マスコミは、この事実さえも、隠そうとしているようです。
右翼論客、原発推進派、福島事故の健康被害ゼロ論の主唱者たちは、かつてのバッシングなど忘れて、
麻央さんの追悼番組や特集を組み、いわば「偽りの涙」を流しているかのようです。
【世堺教師マイ土レーヤ】
Ｑ 放射能の有害な面は、いつ明らかにされるのでしょうか。
Ａ それを口から摂取すべきではありません。実際、一切摂取すべきではありません。
私はそれを何年間も言い続けてきました。人々は耳を傾けようとしないのです。
ですから、非常に多くの事柄と同様に、それはおそらくマイ土レーヤにかかっています。
マイ土レーヤがどれだけ早く現れるか分かりません。それまでの時は非常に、非常に短いでしょう。
中性子星ってのは中の構造はどうなってんだろう？
外側から中心まで均一なんだろうか？
それとも層状になってる？
いや超高密度では層を形成出来ないからやっぱり均一なのか
もしかしたら上限ギリギリで中性子星になると
中心部に小さいブラックホールを持っていたりしてな
なんて事を考えてると自分の髪が薄い事なんてどうでもよくなってくるな ブラックホールってのは重力崩壊を起こしてるって事だろ 普通は、日々の生活費に追われ、
中性子星なんてどうでもいいんだけどね。 >>51
中性子同士が結びついて無いなら中性子星は丸ごと液体と言える気がするね >>55
メチャクチャ硬い液体なのかなぁ？
どっかで超流動状態かもって見た気がするけど
自分の貧相な想像力ではイメージできなかった カッチカチの鉄がいっくらでも潰れるってどういう事だ >>1 のイメージ図が人間の想像力の限界を感じる
重力は3次元で2次元じゃない >>8
中性子星に成る前の恒星が超新星爆発を起こした時に
あれとこれがこうなって、重い鉱石の分子が宇宙にばら撒かれるとか聞いた
中性子星に残された鉱石の元は狭い空間に閉じ込めれて
既に分子レベルで崩壊していると思う 中性子星のかけら、茶さじ一杯で10億トンだっけ
１０トンでも茶さじが地面にめり込むだろうけどね・・ >>74
星と衝突して質量が増えたらBHになるかも >>57
超新星爆発のような瞬間的な事象だけでは
現存量の説明が難しかった。
重力波で、中性子星の衝突が観測されて、
衝突時の破片からなら十分な重金属が
補充できるかもということになった。
もちろんまだまだ謎は多い。 天体物理は面白いなあ。
中性子のような微視的な物が
大質量で剥き出しになるとは。 電子の縮退圧で支えられていた恒星の中心核で電子捕獲が進むと
縮退圧が弱まって重力を支えきれなくなり、中心核は一気に縮小して
今度は中性子の縮退圧によって支えられるようになる
この時激しいエネルギーの放出が起こり、恒星の外層が吹き飛ばされる
これがいわゆる超新星爆発であり、後に残った中心核が中性子星 今さら指摘するのもなんだけど、かにパルサーが出してるパルスは
電波だけで、観測されてるX線やガンマ線は超新星の残骸である
かに星雲からのもの ある説では地球は中性子星から生まれたらしい
ウランなどの重い物質や鉄などの物質の量から計ると
そう考えざるを得ないそうだ >>1
>Thankful Cromartie氏
この時点で信じられないんだがｗｗｗ まだ博士号も取ってない大学院生がこんな重要な論文
書いてるってのは凄いよな
しかもこのサンクフル・クロマティ嬢は結構な美少女
だし… 中性子星の上限質量とされる2.17太陽質量は、非回転、つまり
自転してない中性子星の場合
といってもその成り立ちからして、自転してない中性子星はおそらく
存在しない
J0740+6620も2.3ミリ秒で自転している
自転速度が高いほど、上限質量も拡張されると考えられている J0740+6620の質量測定はNANOGravプロジェクトの一環で行われた
このNANOGravは多数のパルサーの周期を測定する事で重力波を検出
しようという試み
広がっていく重力波がパルサーを通過すると、パルサーの周期に
100ナノ秒以下のズレが生じる
それを広範囲のパルサーで検出する事で、ナノヘルツの重力波を
観測する
ちなみにこのナノヘルツの重力波の発生源として考えられているのは
銀河中心核の超大質量ブラックホール連星の合体、そして宇宙ひもだ 自転込みでギリだったのが、自転が遅くなってきて崩壊する
というパターンが見たい その場合、形成されるBHは角運動量を持たないBHになるのかな
質量と電荷だけなら、ライスナー・ノルドシュトルム・ブラックホールだ ビッグバンから超カオスな振る舞いを経て課金ガチャ廃人誕生まで何の意味があるんだろう 中性子星の表面の中性子が崩壊して陽子分が増えていかないのかな？ 中性子星を構成してるのは自由中性子ではなく、中性子過剰核だから
そして陽子よりも中性子でいる方がエネルギー的に安定してる状態 >>83
wikipediaにはこうあるけど
かに星雲の中心にある星は、かにパルサーと呼ばれるパルサー（中性子星）である。1969年に発見された。
直径は約10km。光度は16等級。1秒間に30回という高速回転をしており、33msの周期で電波やX線を出し、また可視光線で星雲全体を照らしている。
非常に強いX線を放出しており、X線天文学において時間の較正に使われる。 >>83
>>98で何が言いたいかと言うと
中性子星の磁場で周囲の物質が加減速されてシンクロトロン放射が生じるだろうと
だから
>>49
の言うように単独の中性子星でX線を放射しないと
言うことは無いんじゃない？と言う事 >>97
それだと中性子星は永遠に無くならないとか？
一瞬出た陽子がたまたま崩壊するとか気が遠くなる もし超技術で中性子星を爆砕したら、破片全部爆発したりするんかね
重力ゆるくなったらそのままでいられないでしょあの物質 中性子星は超巨大な原子核という把握できる良いのか？ 単独の中性子星と書いたのは、中性子星それ自体が…
という意味だったんだけどね
45の
>素粒子である中性子（星）からγ線やx線が出てくる理屈がわからん
に対するものとして書いたから
「単一」の中性子星でも、降着物質ないし超新星残骸があれば
それが駆動されてガンマ線が発生する、というのはその通り
ちなみに、近年観測されるようになった高エネルギーのガンマ線は
シンクロトロン放射というより、それで発生した光子がさらに電子と
逆コンプトン散乱を起こす事で生み出される、って事らしいよ 中性子星がブラックホールにロッシュ限界まで近づくと割れるのかな 通常の物質からなる惑星についてのロシュ限界を
当てはめるのはそもそもどーかと思うが、あえて言うなら、
主惑星の密度が極めて高い時はロシュ半径も非常に小さくなる
で、BHの密度は言うまでもない
一方でBHの周囲には潮汐力が働くから、通常の天体が接近すれば
破壊されるし、中性子星もその変形限界を越える潮汐力を受ければ
破壊され得る
ただこの潮汐変形が中性子星ではどのように起こり、限界がどのくらい
なのかはまだよく分かってなかったりする …なんか分かりにくい書き方になったが、要するに
ロシュ限界の公式をBHにそのまま当てはめる事は意味を成さない
というお話 ちなみに白色矮星を潮汐力で破壊しうるBHの質量については
研究がされていて、10の5乗太陽質量、つまりまだ発見されてない
中間質量BHの領域ではないか、と言われている 銀河中心BHなんて事象地平が土星軌道の大きさくらいあって潮汐力は働かないらしいな 潮汐力が働かないのではなく、潮汐力が天体を破壊するほど
強くなる前に事象の地平面に達してしまう場合がある
という事だけどね つまり生きたまま事象の地平面を潜り抜ける経験が出来るという事だな
ただし、そのあとも特異点に向かって落下し続けてて最後はバラバラか
それともワームホールを通って他の宇宙に飛び出すか 詳しい説明ありがと
KAGRAも活躍して楽しいことたくさんわかるといいな 2017年のGW170817では、2つの中性子星の合体によって
一時的に2.6太陽質量の超大質量中性子星が形成された
可能性が高いとされている
この超大質量中性子星は、数秒のうちに重力崩壊を起こして
BHになったと考えられているが、これはより高密度な天体としての
クォーク星の存在を否定した事になるのかもしれない >>51
中心部がブラックホールになったらすぐに周りを全部吸い込んで、
中性子星は毛が３本しかないブラックホールになると思う 更に星が縮んで、今度はクォークの縮退圧で支えるようになる、
という事は起こらなかったぽい >>114
クォーク星のシュバルツシルト半径はクォーク星自体より大きくなるのかも、みたいな話なのかな? それともクォーク星の上限質量を超えてしまったとかかも
ともかく中性子星以上に不明なのがクォーク星だから… 電子の縮耐圧で支えられていた恒星の中心核が中性子星になる場合、
陽子が電子を捕獲して中性子に変わっていくという段階がある
そういう過程がないと、単に中性子星が崩壊しただけではクォーク星は
生まれないのかもしれない 宇宙はマトリックス。
おまえらザコはNPC
宇宙は一部のプレイヤーのためにある 良く分からんがギリギリの大きさの中性子星とかは、表面は中性子でも核はクォークになったりし無いのか？ 中性子星の内部物質については諸説あって
確定したものはまだない
クォーク物質はその候補の1つではあるけれど クォーク星の形成については、超新星爆発で作られるのと
ニュートリノ放射による過冷却で中性子星が相転移を起こして
クォーク星に生まれ変わる、という2つの説があるね
GW170817はそのどちらにも当てはまらなかったという事かな >>1
マックスって事は、ちょっと何か、放り込むとブラックホールになるのか？ よく読めばすぐわかるけど、ただ単に「観測史上最大」ってだけで
中性子星の最大限界質量が定まったという話ではない 2.14太陽質量が実在する事で、中性子星の上限質量は
かなり絞り込まれたけどね
GW170817の観測から導かれた2.17太陽質量と合わせると
ほぼ確定したと言ってもいい段階 ところで中性子星の安定性について読んでたら、自由中性子の寿命に関して
9秒の実験的矛盾が見つかってるのね
しかも、この矛盾は中性子がダークマターに崩壊したとすると説明できるとの事
そして、もしこの特異な崩壊が実際に起こっているなら、中性子星の状態方程式は
「柔らかく」なるらしい 今年の春に、素核研がベリリウム原子核を芯とする新種の二重ラムダ核を
発見してるね
二重ラムダ核とは、陽子と中性子でできている原子核に
ストレンジクォークを含むラムダ粒子が2つ入った超原子核
既に他にも、ヘリウム４を芯とする陽子２個、中性子２個、ラムダ粒子２個
からなる二重ラムダ核も発見されてる
中性子星には、膨大な数のラムダ粒子が存在する可能性があり、この発見は
中性子星の内部構造の解明に繋がるだろう…との事 >>131
そのヘリウムを核とするやつは一応リチウムと言えるものなの？ >>133
原子核の構成粒子としてラムダ粒子が加わった時点で
既存のどの元素にも当てはまらないんじゃない？ 質量マックでいつも一瞬、マクドナルドの新メニューを思い浮かんでだめだ >>131
そこにいる(ある)ラムダ粒子は安定してる(すぐ崩壊したりしない)ってことなのかな? >>139
もっともっと小さい直径数十キロ程度
そんな中に太陽質量が押し込められてる ラムダ粒子自体は弱い相互作用によって、20ナノ秒くらいで
崩壊する筈だけど、二重ラムダ核になってる場合はどうなのかは
よく分からない 何で遠くの星の質量がわかるの？
計算間違いしている可能性はないのかな？ >>144
間違う可能性はもちろん常にあるよ。
より正確性を求めて研究されているんだよ。言うまでもないけど。
個々の手法は既に言われているように自分で検索しろ >>144
間違う可能性はいつも常にある
まして、もちろん言うまでもなく当然の事ながら可能性と言われればあらゆるものにある >>138
マグネターとかミリ秒パルサーとかワクワクするよな。 中性子とオカマは関係あるのか？
中性子星は中濃ソースと無関係なのは理解した ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
