【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］
■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
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
https://news.mynavi.jp/article/20180706-660265/images/001.jpg
マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/article/20180706-660265/ >>99
原子が電子の縮退圧を超えて押しつぶされたのが中性子星
陽子は電子を吸い込んで中性子になってる
中性子星表面の圧力が低い場所では陽子のままへばりついてる
中性子の塊が重力から解放されたら陽子と電子にわかれる
その時数万倍に堆積が膨れる >>28
たまに亀裂が入ると、そこがめちゃんこな爆発をするらしい ああそっか、陽子と電子に分かれるから
まんま水素爆弾か >>85
外から見ると12km(?)で、
中性子星の表面に降りて、中心に向かって穴を掘っていくと、その距離はもっと長くなる(?)
たとえば、長さ25kmのロケットを中性子星の周囲を飛ばすと、
ものすごい速さで中性子星の周囲を回転するはずだから、ローレンツ収縮でロケットの長さは縮む。
この状況では、外から見た中性子星のみかけの直径は、外から見たロケットのみかけの長さより大きいよね？
では、中性子星に穴を掘った場合、どうなるか？
中性子星表面に降りた人が垂直に穴を掘って、中性子星を貫通させて、そこにロケットをつっこんだら、
穴の長さ（中性子星の直径）は、ロケットの長さと同じになるのだろうか？ >>59
金などの鉄より重い元素は
この前の中性子星の衝突による重力波の解析で実測されたよ
二つの中性子星の質量のppmオーダーしか出来ないが、今の宇宙の重金属の比率と一致するんだと
正確には超新星爆発でも重金属は生成されるが、今の宇宙の物質の比率とは合わない（出きる量が少なすぎる） >>90
量子化できたら重力子あるも同然だろ
なぜ2つ目でそんなことを聞く？ >>54
マジレスするとその探査機が潮汐力に耐えられないと思うわ >>58
痛んだものを食べちゃってトイレで発生する事象っぽいな 元は太陽よりずっと大きな恒星が中性子星になるんだよね、、
すごい世界だ、、 >>109
貴金属が地球1万個分
地球の重さが6x10^21 t
この貴金属のうち金の質量が放出された破片質量の1%でも、とんもでない重さになるな
てか地球にある金の量てどんだけなんだろ？
人間が採掘できる量はあと24,000 tと見積もられてるが（ようは現段階での地表の金の量） >>73
今の学説をベースにするなら、太陽系の成立年代から考えて、前の世代の中性子星とか成立できなくね？ 中性子星同士をぶつけると金が地球の質量より多く出来るぞ
錬金術師はこれをやるんだｗ 中性子星って出来た当初は凄く熱いんだろうけど、これ冷えたらどうなるんだろう
ただたのでっかい原子核？ >>121
白色矮星もそうだけど冷えきるまでにめちゃくちゃ時間がかかりそうだな 中性子風呂は美肌効果や痩身効果が高いと某有名タレントも言ってました >>121
冷えたのに排他律のせいでエネルギー下げれなくて超流動化する >>123
冷えきるまではかなり時間はかかるだろうね
その間に全ての恒星が核融合を終えブラックホールにならなかった星は
宇宙で最後の光になるのかな >>117
今の学説ってどんなの？
太陽系の成立前、46億年以上前でも普通に中性子星は存在してたと思うけど >>116
>>1にあるやん
もっと重い星なら
中性子星がさらに圧縮されて
クォーク星になるかもって >>129
もし近寄れたら、鏡のように反射して見れるだろうな。 >>129
ブラックホールには毛がない(正確には3本しかない)と言われてるが中性子星はボーボーだろう >>131
電荷持たないのにどうやって反射すんの？ >>110
ここで最初から訊くのは場違いかな？とか思ってね。
それより、重力って量子化できそうなの？ 人生一度でいいから
ロケットかなんかで
中性子星に軟着地したいな。 >>5
衝突する前に公転軌道ねじ曲げられて地球が太陽に突っ込むだろ >>134
中性子星も全部が中性子ではなく外側には電子もあるらしいよ。
>>136
ちょっとロケットの推力を調べたが最強クラスで数十MNほどらしい。（間違ってたらスマン）
ということは中性子星に軟着陸するにはそれが総重量1トンの超小型宇宙船だとしても
最強クラスのロケット数千万機分の推力が必要になるね。
>>137
かなり接近した中性子星連星も見てみたいな。
軌道長半径が中性子星直径の10倍だと公転周期はわずか0.04秒ほど。 >>141
そもそも我々の機械工学と物性科学で作られた物体を
中性子星や白色矮星に着陸させることは不可能だろう
ちょっとここで思考実験
例えばパチンコ玉を中性子星に落としたら表面に接触するまでに何が起きるんだ？
潮汐力で引きちぎられる？
中性子星の密度に圧縮される？
そういった変化が起きるとしたら高度何キロぐらいで？ >>141 具体的な計算トンクス
まあ仮に何とかヒト（体重75kg）が地上に立てたとして、
どういうことになるんだろうな、と想像してみたいね。
異常な重力だとは思うけど、具体的にどんなんだろうか。 >>143
中性子星の潮汐力で粉々に引き裂かれて表面に降り積もるだろうな
太陽質量（2.0×10＾30kg）の中性子星に向けて直径1cmの球を落とすとすると、
球の中で中性子星表面に一番近い点とその反対側の点との間にかかる
重力加速度の差（つまり潮汐力）はニュートン力学がそのまま成り立つとした場合、
中性子星の中心からの距離Hに対して
H = 20km：34000G
H = 50km：2200G
H = 100km：270G
H = 200km：34G
H = 300km：10G
H = 400km：4.3G
H = 500km：2.2G
って感じになった >>145
おおすげえサンクス
人類が中性子星上の知的生命体チーラと遭遇するSF小説の「龍の卵」では
人間側の中性子星低軌道周回機はまわりに超高密度重力補償体をはべらせて潮汐力を打ち消し、
チーラはマイクロブラックホール入りの宇宙船作って自分たちの体と宇宙船の構造保ってたな >>143
潮汐力は小さくて軽い物ほど影響が少ない。
中性子星表面近くでもパチンコ玉にかかる潮汐力は数千Nほどなので案外ちぎれなさそう。
もちろん表面に到達したら一瞬で潰れるだろうけどね。
>>144
地球上の75kgが75億トンほどになったり、
高さ1cmの位置から落下すると100km/s以上になったりする世界だからねえ。 >>148 トンクス
地球に襲来する隕石が、万が一にもこんな中性子星だったら、
月軌道辺りをかすってもヤバイことになりそう。
例の岩石津波CGもトンデモナイことだけど、月を破壊して、
同時にその強大な引力で地球に影響を与える様も、
シミュレーションCGで見たいものだ。 物質をやたら引き寄せるから
時々爆発するするんでしょ >>149
月軌道をかする前に中性子星のすさまじい重力で公転軌道を乱されて
太陽系から放り出されるか太陽に投げ落とされるかのどちらかって気がする 地球などの岩石惑星の核は
こいつらのかけらが変化したものなんかな >>155
?
「中性子星のかけら」は原理的に存在しないのでは
一定以下の質量になると分解してしまうはず
質量下限は太陽質量の0.1から0.2倍程度だそうな(wikipedia調べ
相当小さい物が存在できる(作り方は知らん)ブラックホールとはそこが違う >>152
月軌道とか超接近遭遇じゃなくとも、相当な影響が出ような。
どれくらい近づくと地球上（文明）に影響があるんだろう。 つか大きさは20kmでも重力的には太陽クラスの恒星が乱入してくるわけだしね ベテルギウスさんが爆発すると中性子星になるんだっけか
もう爆発してるかも知れんが 中性子星と言いつつ、ガンマ線やらX線が出てる来るのは何で？
中性子合体で別の素粒子が出てくるなら中性子は素粒子じゃないよね？ 中性子星エロいな
外側はツルッツルで中身はキッツキツなんて、ロリエロマンガかよ
>>118
これぞまさに、正真正銘、本当の｢錬金術｣！
中性子星衝突工場を手に入れれば、大金持ちになれる事、間違いない！
てか、科学文明が遥かに進んだ宇宙では、工業化されている？とか、ま、まさか、な…。 ダイソン球殻もそうだが原始人的発想だわ
無駄に浪費することしか念頭にないようでは
「科学文明」が遥かに進む前に滅びる しかしすげーなぁ
黒点の大きさだけでも地球より大きなサイズがある物体が
そこまで縮んでしまうだなんて >>158
冥王星軌道掠めるくらいでも、生物全滅くらいの影響あり得るのでは
土星軌道辺りまで来ちゃうと、多分もう何でもあり
木星が太陽方向に放り込まれるとかそういうレベルで 現代の科学技術をもってして、
先ず中性子星の接近を検知できるんだろうか。
十分に遠くから検知したとして、回避できるんだろうか。
接近に伴う、最初の地球上文明にとって顕著な影響は、
恐らく密度の低い物質、即ち大気が、引きはがされる。
もうその時点で、全生物の断末魔が聞こえる。 YouTubeで中性子星のハビタブルゾーンを探す動画があったなと思って探してきた
https://youtu.be/ZjU8L2vvTJM
ここ見てる人なら知ってるかもしれないけど一応貼っとくね >>170
南極大陸にロケットたくさん付けて地球の軌道をずらす 地球にあたる云々ではなく太陽系をぐっちゃぐちゃにしてくれるだけで終了だし
恒星質量天体なら別に中性子星である必要すらない
確率でいったらしょぼい矮星との遭遇のほうがはるかに高いだろ
あぶない方向でロマンを感じる必要性はないと思うが >>167
いやダイソン球は恒星のエネルギーを一粒もこぼさずにかき集めようという
もったいない精神の極みだろう >>174
その分の消費量があるって事だろ
何に使ってるのかな
タイムマシン？ 地球なんかは大気が引き剥がされるだけで終了だろう。
問題は太陽。中性子星と異常接近したとき何が起こるんだろう。 >>117
なんで？太陽が第一世代ならともかく違うだろ？ 回転軸方向に細長いラグビーボールの形か、
それとも回転軸から離れるようにへしゃげた回転楕円体か？ 今の太陽系に鉄以上がある程度の量あるってことは、前世代の太陽は超新星爆発したってこと
今の太陽は超新星爆発には至らないのでもっと大きく寿命も短い巨星だったと思われる
中性子星の寿命って10の36乗年とかだから前世代ではない
中性子星が衝突したら恐らくBHになるのでそれもない >>156
海王星の直系は4万9528 km で 地球の直系の4倍ぐらいだから全然違う
界王星は直径が数十メートルで表面重力が地球の10倍なので高密度天体の一種
材質 構造は わかっていないが 中心部に白色矮星に似た高密度コアの存在が予想される こんなことは、二次大戦前から既に理論天体物理学では知られていたことだよ。
天体の持つ莫大なエネルギーの極々僅かでも使えれば、人類のエネルギー問題
など取るに足らない話になってしまうのだが。 こういう天体が複数存在すれば、互いにモノスゴイ勢いで衝突
してカケラが宇宙を漂ってる可能性もあるんだろうな。
接近した地球「が」補足されて、（地球が）隕石になるかもな。 ま、接近時の軌道次第だけど、先ずは地球が
公転軌道から徐々にそれていくんだろうな。 宇宙という舞台でみれば地球も宇宙船と等価
熱がこもりすぎればやばい 不足すれば凍結してしまう
エネルギー問題は簡単には解決しない >>180
中性子星がそのままガス星雲の中に留まるとは限らない
ふつうは非対称な爆発になって運動ずれるだろ だいたい、同じ残留ガス星雲からできた太陽の兄弟星ですら四散してるのに ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
