科学家们开发了一种测量脉冲星质量的新方法

em南安普顿大学的科学家们开发了一种测量脉冲星质量的新方法。 / em

到现在为止,科学家已经通过研究它们相对于附近其他人的运动来确定恒星,行星和卫星的质量,并利用两者之间的引力作为计算的基础。然而,就年轻脉冲星而言,南安普敦的数学家现在已经找到了一种衡量其质量的新方法,即使恒星本身存在于太空中。

南安普顿大学数学科学的Wynn Ho博士领导了这项研究,他说:“对于脉冲星,我们能够使用核物理的原理而不是引力来确定它们的质量 - 这是一个令人振奋的突破,有可能彻底改变我们进行这种计算的方式。“

智利天主教大学的合作者Cristobal Espinoza博士继续解释道:“以前对脉冲星群的所有精确测量都是针对运行另一个物体的恒星进行的,它们使用与测量地球或月球质量相同的技术,或者发现第一个太阳系外行星。我们的技术非常不同,可以单独用于脉冲星。“

脉冲星发出旋转的电磁辐射束,当光束扫过地球时,可以通过望远镜检测到,如观察灯塔的光束。他们以非常稳定的旋转速度而闻名,但年轻的脉冲星偶尔会遇到所谓的“故障”,在那里他们被发现在非常短的时间内加速。

普遍的理论认为,这些小故障是由于恒星内快速旋转的超流体将其旋转能量传递给恒星的地壳而产生的,该恒星是通过观测跟踪的分量。

南安普敦应用数学教授Nils Andersson解释说:“想象一下,脉冲星是一碗汤,碗的旋转速度是一个速度,汤的旋转速度更快。碗内部与其内容物之间的摩擦,汤将导致碗加速。汤越多,碗的旋转速度就越快。“

何博士与他的同事安德森教授和外部研究人员Espinoza博士和阿姆斯特丹大学的Danai Antonopoulou博士合作,利用新的无线电和X射线数据开发了一种新的数学模型,可用于测量脉冲星的质量,毛刺。这个想法依赖于对超流动性的详细理解。脉冲星毛刺的大小和频率取决于恒星中超流体的数量和超流体涡流的流动性。通过将观测信息与所涉及的核物理相结合,可以确定恒星的质量。

该研究团队的结果对于由大型国际合作组织开发的下一代射电望远镜具有重要意义,如广场千米阵列(SKA)和低频阵列(LOFAR),其中南安普敦是英国合作大学。对更多脉冲星的发现和监测是这些项目的关键科学目标之一。

“我们的研究结果为研究远距离天文物体和高能低温物理实验室工作提供了一个令人兴奋的新环节。这是跨学科科学的一个很好的例子,“安德森教授说。

南安普敦领导的团队撰写了一篇详细介绍其工作的论文,发表在“科学进展”上。

出版物:Wynn C. G. Ho等人,“使用脉冲星故障固定超流体和测量质量”,Science Advances 02 Oct 2015:Vol。 1,没有。 9,e1500578; DOI:10.1126 / sciadv.1500578

来源:南安普顿大学