Limita Oppenheimer-Volkov

Limita Oppenheimer-Volkov  este limita superioară a masei unei stele neutronice care nu se rotește la care încă nu se prăbușește într-o gaură neagră [1] . Dacă masa stelei neutronice este mai mică decât această valoare, presiunea gazului neutron degenerat poate anula forțele gravitației . În același timp, limita Oppenheimer-Volkov este limita inferioară pentru masa găurilor negre formate în timpul evoluției stelelor .

Istorie

Valoarea este numită după R. Oppenheimer și J. M. Volkov , care au publicat în 1939 [2]  - folosind dezvoltările lui R. C. Tolman , al cărui articol a fost publicat în aceeași revistă [3] . În articolul lor, Oppenheimer și Volkov au estimat această limită la 0,71 M ☉ [4] , această estimare a fost obținută pe baza ecuației de stare , care nu a ținut cont de repulsia neutron-neutron din cauza interacțiunii puternice , care la acel moment. practic nu a fost studiat [ 5] [6] .

Ecuația de stare a materiei barionice degenerate cu o densitate extrem de mare (~ 10 14 g/cm³ [7] ) nu este cunoscută exact nici acum și, prin urmare, valoarea exactă a masei limită a unei stele neutronice este, de asemenea, necunoscută. Pentru o lungă perioadă de timp, cele mai bune estimări teoretice ale limitei Oppenheimer-Volkov au avut o mare incertitudine și au variat de la 1,6 la 3 Mʘ [1] [8] .

Astronomia undelor gravitaționale a făcut posibilă rafinarea semnificativă a limitei Oppenheimer-Volkov: conform analizei evenimentului GW170817 ( fuziunea stelei cu neutroni ), pentru o stea neutronică care nu se rotește, aceasta este în intervalul de la 2,01 la 2,16 mase solare. Masa unei stele neutronice care se rotește rapid poate depăși această valoare cu aproximativ 20% [9] .

Date experimentale

Problema intervalului dintre cele mai grele stele neutronice și cele mai ușoare găuri negre este deschisă în prezent [10] [11] .

• Cea mai masivă stea de neutroni (descoperită până acum) PSR J0740+6620 are o masă de 2,17 Mʘ [12]
• Până în 2008, GRO J1655-40 cu o masă de 6,3 Mʘ a fost considerată cea mai puțin masivă (dintre cunoscute) găuri negre [13] . În 2008, studiile au arătat că masa găurii negre XTE J1650-500 , descoperită în 2001, este de 3,8 ± 0,5 mase solare [13] [14] , dar această afirmație a fost retrasă ulterior, o nouă estimare a masei sale — 9,7± 0,5. 1,6 Mʘ [15] . Un alt candidat pentru statutul de găuri negre cu cea mai mică masă este GRO J0422+32 , a cărui masă a fost estimată la 3,97±0,95 M ʘ [16] , apoi la 2,1 M ʘ , ceea ce pune la îndoială dacă acest obiect va găuri negre [10] .
• Evenimentul gravitațional GW190814  - a fost înregistrată o coliziune a unei găuri negre cu o masă de 22,2-24,3 mase solare cu un anumit „obiect misterios” a cărui masă era de 2,50-2,67 mase solare. Potrivit oamenilor de știință care lucrează în proiectul LIGO - VIRGO , „nu știm dacă acest obiect este cea mai grea stea neutronică cunoscută sau cea mai ușoară gaură neagră cunoscută, dar în orice caz este un record”.

Vezi și

• stea cuarci
• Steaua Planck
• Limita Chandrasekhar

Note

1. ↑ 1 2 A Dictionary of Physics  : [ ing. ]  / Jonathan Law, Richard Rennie. - 7. - Oxford University Press, 2015. - S. 403. - 672 p. — ISBN 9780198714743 .
2. ↑ J.R. Oppenheimer și G.M. Volkoff. Despre nucleele de neutroni masive: [ ing. ] // Revizuire fizică. - 1939. - T. 55, nr. 4 (15 februarie). - S. 374. - doi : 10.1103/PhysRev.55.374 .
3. ↑ Richard C. Tolman. Soluții statice ale ecuațiilor de câmp ale lui Einstein pentru sfere de fluid: [ ing. ] // Revizuire fizică. - 1939. - T. 55, nr. 4 (15 februarie). - S. 364. - doi : 10.1103/PhysRev.55.364 .
4. ↑ Aceasta este mai mică decât limita Chandrasekhar de  1,4 Mʘ , deja cunoscută la acea vreme.
5. ↑ SW Hawking, V. Israel. Trei sute de ani  de gravitație ] . - Cambridge University Press, 1989. - S. 226. - 690 p. — ISBN 9780521379762 .
6. ↑ P. Haensel, A.Y. Potekhin, D.G. Yakovlev. Stele neutronice 1  : Ecuația stării și structurii. - New York, SUA: Springer Science & Business Media, 2007. - P. 5. - 620 p. — (Biblioteca de astrofizică și științe spațiale). - ISBN 978-0-387-47301-7 .
7. ↑ aceasta, în special, este de ~10 8 ori mai mare decât densitatea piticelor albe
8. ↑ Ian Ridpath. A Dictionary of Astronomy  : [ ing. ] . - Oxford: OUP, 2012. - S. 341. - 534 p. — ISBN 9780199609055 .
9. ↑ Dmitri Trunin . Astrofizicienii au specificat masa limită a stelelor neutronice , N + 1  (17 ianuarie 2018). Arhivat din original pe 25 martie 2019. Preluat la 25 martie 2019.
10. ↑ 1 2 Kreidberg, Laura; Bailyn, Charles D.; Farr, Will M.; Kalogera, Vicky. Măsurătorile de masă ale găurilor negre în tranzitorii cu raze X: există un decalaj de masă?  : [ engleză ] ] // Jurnalul astrofizic. - 2012. - T. 757, nr. 1 (4 septembrie). - S. 36. - doi : 10.1088/0004-637X/757/1/36 .
11. ↑ Ethan Siegel. Cea mai mică gaură neagră din univers  . Începe cu un bang! . Medium.com (25 iunie 2014). Consultat la 23 noiembrie 2017. Arhivat din original la 1 decembrie 2017.
12. ↑ Timur Keshelava. A fost găsită cea mai masivă stea neutronică . N+1 (19 aprilie 2019). „Cea mai precisă estimare teoretică pentru limita superioară este de 2,16 mase solare, bazată pe informații despre undele gravitaționale radiate în singura fuziune a stelelor neutronice cunoscută până acum. Cu toate acestea, în limitele erorilor, aceste valori sunt consistente. Preluat la 28 august 2019. Arhivat din original la 28 august 2019. (nedefinit)
13. ↑ 12 Andrea Thompson . Cea mai mică gaură neagră găsită , Space.com: Science & Astronomy  (1 aprilie 2008). Arhivat din original pe 12 februarie 2018. Consultat la 23 noiembrie 2017.
14. ↑ Oamenii de știință de la NASA identifică cea mai mică gaură neagră cunoscută  . NASA . Preluat la 22 ianuarie 2009. Arhivat din original la 25 august 2011.
15. ↑ Nickolai Shaposhnikov și Lev Titarchuk. Determinarea maselor de găuri negre în binarele găurilor negre galactice utilizând scalarea caracteristicilor spectrale și de variabilitate  : [ ing. ] // Jurnalul astrofizic. - 2009. - T. 699 (12 iunie). - S. 453. - doi : 10.1088/0004-637X/699/1/453 .
16. ↑ Gelino, Dawn M.; Harrison, Thomas E. GRO J0422+32: Cea mai joasă masă neagră? : [ engleză ] ] // Jurnalul astrofizic. - 2003. - T. 599, Nr 2. - S. 1254. - doi : 10.1086/379311 .

Link -uri

• Stergioulas, N., „Rotating Stars in Relativity,” Living Reviews in Relativity, voi. 6, (2003), nr. 3.  (engleză)
• Steaua cu neutroni grei de record, descoperită pe lenta.ru ( Arhivat 17 mai 2021 pe Wayback Machine )