죽은 별이 충돌하면 중성미자라고 불리는 특별한 작은 입자를 방출하여 냉각됩니다. 과학 뉴스

새로운 연구에 따르면 충돌하는 중성자별은 광자 대신 중성미자를 방출하여 열을 소멸시키는 것으로 나타났습니다.

두 개의 중성자별의 합병 시뮬레이션. (사진 제공: David Radice/Penn State 제공)

뉴 델리: 별이 죽으면 중성자별이라고 불리는 조밀하고 차갑고 작은 잔해가 남을 수 있습니다. 이 별들은 거의 전적으로 중성자로 구성되어 있으며, 이는 음전하를 띤 전자나 양전하를 띤 양성자와 같이 하전된 아원자 입자가 아닙니다. 중성자별은 도시 크기와 비슷하지만 질량은 태양의 1.5배에 이릅니다. 중성자별 한 티스푼은 산의 무게를 낼 수 있습니다.

한 쌍의 쌍성이 함께 죽으면 쌍성 중성자 별이 남을 수 있으며, 이는 서로를 향해 안쪽으로 나선을 그리며 결국 충돌하게 됩니다. 중력파 관측소는 2017년에 두 중성자별 사이의 첫 번째 합병을 감지했습니다. 극한 조건과 환경을 실험실 환경에서 재현할 수 없기 때문에 이러한 이상한 사건의 역학은 잘 이해되지 않습니다.

중성자별 합병 시뮬레이션

과학자들이 중성자별 사이의 상호작용을 탐구하기 위해 사용하는 최고의 도구 중 하나는 아인슈타인의 방정식을 기초로 사용하여 시뮬레이션하는 것입니다. 중성자별 합병에 대한 새로운 시뮬레이션은 물질과 거의 상호작용하지 않는 작고, 전하가 없고, 거의 질량이 없는 입자인 뜨거운 중성미자가 병합되는 중성자별 사이의 경계면에 갇힐 수 있음을 보여줍니다. 수조 개의 중성미자가 매초 우리 몸을 통과하지만 물질과 거의 상호 작용하지 않기 때문에 우리는 그것을 알아차리지 못합니다.

시뮬레이션에서는 중성미자가 열과 융합 밀도에 의해 잠시 갇혀 있을 수 있으며 2~3밀리초 동안 물질과 잠깐 상호 작용할 수 있다는 사실이 처음으로 나타났습니다. 핵융합은 별을 섭씨 수조도까지 가열합니다. 시뮬레이션에 따르면 이 열은 중성미자 방출에 의해 방출되는 것으로 나타났습니다. 밀도가 너무 커서 광자가 탈출하여 동일한 기능을 수행할 수 없기 때문입니다.

미래의 중력파 탐지기는 중성자별 합병에 대해 더 많은 정보를 제공할 수 있습니다.

종이 시뮬레이션에 대한 설명은 실제 검토 편지. 논문의 주요 저자, 페드로 루이스 에스피노 그는 말한다“중성미자가 별 물질과 상호 작용하고 결국 방출되는 방식은 병합되는 별 잔해의 진동에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 다시 병합으로 생성된 전자기 신호와 중력파가 여기 지구에서 우리에게 도달할 때 나타나는 모습에 영향을 줄 수 있습니다. 이러한 방식으로 이러한 시뮬레이션은 일종의 피드백 루프에서 향후 실험 및 관찰을 위한 정보를 제공하는 동시에 이러한 극한 현상에 대한 통찰력을 얻을 수 있도록 하는 중요한 역할을 합니다.