Радиусы ядерного заряда изотопов кремния

В недавнем исследовании ученые провели лазерные измерения ядерных радиусов стабильных изотопов кремния кремний-28, кремний-29 и кремний-30. Они также измерили радиус нестабильного ядра кремний-32, которое имеет 14 протонов и 18 нейтронов. Исследователи использовали разницу между радиусом ядра кремний-32 и его зеркального ядра аргон-32, которое имеет 18 протонов и 14 нейтронов, чтобы установить ограничения на переменные, которые помогают описывать физику астрофизических объектов, таких как нейтронные звезды. Результаты являются важным шагом в развитии ядерной теории, изучении ядер и их компонентов. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters. Исследователи использовали измерения сдвигов атомных изотопов методом лазерной спектроскопии для измерения ядерного радиуса различных изотопов кремния на установке спектроскопии BEam Cooler and LAser (BECOLA) в Центре пучков редких изотопов (FRIB) в Университете штата Мичиган. Результаты дают важный ориентир для развития ядерной теории. Разница радиусов заряда между ядром кремния-32 и его зеркальным ядром аргоном-32 использовалась для ограничения параметров, необходимых для описания свойств плотной нейтронной материи в нейтронных звездах. Полученные результаты согласуются с ограничениями из наблюдений гравитационных волн и других дополнительных наблюдаемых.

Влияние тензорной силы на ядерную материю в релятивистской теории ab initio

Тензорная сила является важнейшим компонентом взаимодействия нуклон-нуклон (NN) и оказывает важное влияние на структурные и динамические свойства ядерной многочастичной системы. Начиная с реалистичного взаимодействия NN, учёные систематически изучают эффекты тензорной силы на уравнении состояния и энергии симметрии ядерной материи в рамках релятивистской теории Бракнера-Хартри-Фока (RBHF), которая является одним из важнейших релятивистских методов ab initio. Для энергий связи на частицу симметричной ядерной материи (SNM) и энергии симметрии эффекты тензорной силы привлекательны и более выражены вблизи эмпирической плотности насыщения. Для чистой нейтронной материи эффекты тензорной силы незначительны. Исследование показало, что сильная тензорная сила заставляет систему нейтрон-протон отклоняться от унитарного предела. Настраивая силу тензорной силы, разбавленный SNM располагается на унитарном пределе. При рассмотрении только взаимодействия в канале 3S1–3D1 энергия основного состояния разбавленного SNM оказывается пропорциональной энергии свободного ферми-газа с масштабным коэффициентом 0,38, что показывает хорошие универсальные свойства для четырехкомпонентного унитарного ферми-газа (спин-1/2 и изоспин-1/2). Работа опубликована в журнале Science Bulletin.

Термоядерные взрывы нейтронных звезд показывают скорость их струй

Определено, что скорость, с которой нейтронная звезда может запускать мощные струи (джеты) в космос, составляет около одной трети скорости света. Исследование опубликовано в журнале Nature. Чтобы (в течение трех дней) наблюдать за джетами на радиоволнах учёные использовали компактную решетку австралийского телескопа CSIRO и телескоп Интеграл Европейского космического агентства для наблюдения за рентгеновскими лучами системы. Обнаружено, что струи становились ярче после каждого импульса рентгеновских лучей. Эта закономерность повторилась десять раз в одной системе нейтронных звезд, а затем еще раз во второй системе. Измеренная скорость струи оказалась близка к «скорости убегания» нейтронной звезды (примерно половину скорости света).

Обнаружена редкая затменная рентгеновская двойная система

Международная группа астрономов сообщает об обнаружении редкой затменной Be/рентгеновской двойной системы в рамках обзора Swift Small Magellanic Cloud (SMC) (S-CUBED). Открытие было подробно описано в исследовательской статье, опубликованной 12 марта на сервере препринтов arXiv. Swift J010902.6-723710 начал рентгеновскую вспышку 10 октября 2023 года, которая продемонстрировала характеристики вспышек типа I и II. Последующие рентгеновские наблюдения определили предполагаемый период вращения нейтронной звезды в этой системе в 182 секунды. Подтверждено наличие большого аккреционного диска, окружающего нейтронную звезду Swift J010902.6-723710. Обнаруженное затменное поведение вызвано этим диском, радиус которого составляет примерно 3,3 солнечных радиуса.

NGC 2403 XMM4 — нейтронная звезда суперэддингтона

Анализируя данные различных космических телескопов, астрономы провели детальное исследование сверхяркого источника рентгеновского излучения, известного как NGC 2403 XMM4. Результаты исследования, опубликованные 5 января в журнале «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества», указывают на то, что этот источник представляет собой нейтронную звезду, аккрецирующую со сверхэддингтоновской скоростью. Это подтверждается данными широкополосной спектроскопии, демонстрирующими наличие крутого высокоэнергетического хвоста.

Сбои во вращающихся сверхтвердых телах

Учёным удалось численно смоделировать сбои нейтронных звезд с помощью ультрахолодных диполярных атомов. Это исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, устанавливает прочную связь между квантовой механикой и астрофизикой. Ключевым моментом исследования является концепция «сверхтвердого тела» — состояния, которое проявляет как кристаллические, так и сверхтекучие свойства — которое, по прогнозам, является необходимым компонентом сбоев нейтронных звезд. Квантовые вихри гнездятся внутри сверхтвердого тела до тех пор, пока они все вместе не ускользнут и, следовательно, не будут поглощены внешней корой звезды, ускоряя ее вращение. Недавно сверхтвердая фаза была реализована в экспериментах с ультрахолодными диполярными атомами, что дало уникальную возможность смоделировать условия внутри нейтронной звезды.

Точные измерения массы ядер выявили свойства нейтронной звезды

Исследователи из Института современной физики (IMP) Китайской академии наук (CAS) и их сотрудники с высокой точностью измерили массы нескольких ключевых ядер, используя самый передовой метод масс-спектрометрии накопительных колец. Используя новые данные, они исследовали рентгеновские вспышки на поверхности нейтронной звезды, установив ограничения на свойства нейтронных звезд с новой точки зрения. Исследование было опубликовано в журнале Nature Physics.

Раскрыта общая структура нейтронной звезды

«Легкие» нейтронные звезды (с массой меньше примерно 1,7 массы Солнца), по-видимому, имеют мягкую мантию и жесткое ядро, тогда как «тяжелые» нейтронные звезды (с массами более 1,7 массы Солнца) вместо этого имеют жесткую мантию и мягкое ядро.