Oppenheimer-Volkov határ

Az Oppenheimer-Volkov határérték a nem forgó neutroncsillag tömegének az  a felső határa , amelynél még nem esik fekete lyukká [1] . Ha a neutroncsillag tömege kisebb ennél az értéknél, a degenerált neutrongáz nyomása kiolthatja a gravitációs erőket . Ugyanakkor az Oppenheimer-Volkov határ a csillagok evolúciója során keletkező fekete lyukak tömegének alsó határa .

Történelem

Az érték R. Oppenheimer és J. M. Volkov nevéhez fűződik , akik 1939-ben publikáltak [2] - R. C. Tolman  fejleményeinek felhasználásával , akinek cikke ugyanabban a folyóiratban jelent meg [3] . Oppenheimer és Volkov cikkükben ezt a határértéket 0,71 M ☉ -ra becsülte [4] , ezt a becslést az állapotegyenlet alapján kapták , amely nem vette figyelembe az erős kölcsönhatásból adódó neutron-neutron taszítást , amely akkoriban gyakorlatilag nem tanulmányozták [5] [6] .

A rendkívül nagy sűrűségű (~ 10 14 g/cm³ [7] ) degenerált barion anyag állapotegyenlete még ma sem ismert pontosan, ezért a neutroncsillag határtömegének pontos értéke sem ismert. Az Oppenheimer-Volkov határértékre vonatkozó legjobb elméleti becslések sokáig nagy bizonytalansággal rendelkeztek, és 1,6 és 3 Mʘ között mozogtak [1] [8] .

A gravitációs hullám-csillagászat lehetővé tette az Oppenheimer-Volkov határérték jelentős finomítását: a GW170817 esemény ( neutroncsillagok egyesülése ) elemzése szerint egy nem forgó neutroncsillag esetében a 2,01 és 2,16 naptömeg közötti tartományba esik. Egy gyorsan forgó neutroncsillag tömege körülbelül 20%-kal haladhatja meg ezt az értéket [9] .

Kísérleti adatok

A legnehezebb neutroncsillagok és a legkönnyebb fekete lyukak közötti intervallum kérdése jelenleg nyitott [10] [11] .

• A legnagyobb tömegű (eddig felfedezett) neutroncsillag, a PSR J0740+6620 tömege 2,17 Mʘ [12]
• 2008-ig a 6,3 Mʘ tömegű GRO J1655-40 számított (az ismert) fekete lyukak közül a legkisebb tömegűnek [13] . 2008-ban tanulmányok kimutatták, hogy a 2001-ben felfedezett XTE J1650-500 fekete lyuk tömege 3,8 ± 0,5 naptömeg [13] [14] , de ezt az állítást később visszavonták, tömegének új becslése - 9,7 ± 0,5 1,6 Mʘ [15] . A legkisebb tömegű fekete lyuk státuszának másik jelöltje a GRO J0422+32 , amelynek tömegét 3,97±0,95 M ʘ [16] -ra , majd 2,1 M ʘ -ra becsülték , ami kétségbe vonja, hogy ez az objektum fekete lyukak [10] .
• Gravitációs esemény GW190814  - egy 22,2-24,3 naptömegű fekete lyuk ütközését regisztrálták egy bizonyos "titokzatos tárggyal", amelynek tömege 2,50-2,67 naptömeg volt. A LIGO - VIRGO projektben dolgozó tudósok szerint "nem tudjuk, hogy ez az objektum a legnehezebb ismert neutroncsillag vagy a legkönnyebb ismert fekete lyuk, de mindenesetre rekordnak számít."

Lásd még

• kvark csillag
• Planck csillag
• Chandrasekhar limit

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 A Fizikai szótár  : [ eng. ]  / Jonathan Law, Richard Rennie. - 7. - Oxford University Press, 2015. - S. 403. - 672 p. — ISBN 9780198714743 .
2. ↑ J. R. Oppenheimer és G. M. Volkoff. Masszív neutronmagokon: [ eng. ] // Fizikai áttekintés. - 1939. - T. 55, sz. 4 (február 15.). - S. 374. - doi : 10.1103/PhysRev.55.374 .
3. ↑ Richard C. Tolman. Einstein téregyenletek statikus megoldásai folyadékgömbökre: [ eng. ] // Fizikai áttekintés. - 1939. - T. 55, sz. 4 (február 15.). - S. 364. - doi : 10.1103/PhysRev.55.364 .
4. ↑ Ez kevesebb, mint az akkor már ismert Chandrasekhar  1,4 Mʘ határérték.
5. ↑ SW Hawking, W. Israel. Háromszáz év gravitáció  _ ] . - Cambridge University Press, 1989. - S. 226. - 690 p. — ISBN 9780521379762 .
6. ↑ P. Haensel, A. Y. Potekhin, D. G. Jakovlev. Neutroncsillagok 1  : Állapot- és szerkezetegyenlet. - New York, USA: Springer Science & Business Media, 2007. - P. 5. - 620 p. — (Asztrofizikai és Űrtudományi Könyvtár). - ISBN 978-0-387-47301-7 .
7. ↑ ez különösen ~10 8 - szor nagyobb, mint a fehér törpék sűrűsége
8. ↑ Ian Ridpath. A Dictionary of Astronomy  : [ eng. ] . - Oxford: OUP, 2012. - S. 341. - 534 p. — ISBN 9780199609055 .
9. ↑ Dmitrij Trunin . Az asztrofizikusok meghatározták a neutroncsillagok határtömegét , N + 1  (2018. január 17.). Archiválva az eredetiből 2019. március 25-én. Letöltve: 2019. március 25.
10. ↑ 1 2 Kreidberg, Laura; Bailyn, Charles D.; Farr, Will M.; Kalogera, Vicky. Fekete lyukak tömegmérése röntgentranziensekben: van-e tömegrés?  : [ angol ] ] // The Astrophysical Journal. - 2012. - T. 757, 1. szám (szeptember 4.). - S. 36. - doi : 10.1088/0004-637X/757/1/36 .
11. ↑ Ethan Siegel. A legkisebb fekete lyuk az univerzumban  . Dörmögéssel kezdődik! . Medium.com (2014. június 25.). Letöltve: 2017. november 23. Az eredetiből archiválva : 2017. december 1..
12. ↑ Timur Keshelava. Megtalálták a legnagyobb tömegű neutroncsillagot . N+1 (2019. április 19.). „A legpontosabb elméleti becslés a felső határra 2,16 naptömeg, az eddig ismert egyetlen neutroncsillag-összeolvadás során kisugárzott gravitációs hullámokról szóló információk alapján. Ennek ellenére a hibák határain belül ezek az értékek konzisztensek. Letöltve: 2019. augusztus 28. Az eredetiből archiválva : 2019. augusztus 28. (határozatlan)
13. ↑ 12 Andrea Thompson . A legkisebb fekete lyuk , Space.com: Science & Astronomy  (2008. április 1.). Az eredetiből archiválva : 2018. február 12. Letöltve: 2017. november 23.
14. ↑ A NASA tudósai azonosították a legkisebb ismert fekete lyukat  . NASA . Letöltve: 2009. január 22. Az eredetiből archiválva : 2011. augusztus 25..
15. ↑ Nikolaj Shaposhnikov és Lev Titarchuk. Fekete lyuk tömegének meghatározása galaktikus fekete lyuk binárisokban spektrális és variabilitási jellemzők skálázásával  : [ eng. ] // The Astrophysical Journal. - 2009. - T. 699 (június 12.). - S. 453. - doi : 10.1088/0004-637X/699/1/453 .
16. ↑ Gelino, Dawn M.; Harrison, Thomas E. GRO J0422+32: A legkisebb tömegű fekete lyuk? : [ angol ] ] // The Astrophysical Journal. - 2003. - T. 599, No. 2. - S. 1254. - doi : 10.1086/379311 .

Linkek

• Stergioulas, N., "Rotating Stars in Relativity", Living Reviews in Relativity, Vol. 6, (2003), sz. 3.  (angol)
• Rekordméretű nehéz neutroncsillagot fedeztek fel a lenta.ru oldalon ( archiválva : 2021. május 17. a Wayback Machine -en )