Nova simulacija nevtronskih zvezd kaže, da morda ne bodo tako gladke, kot so predvidevali. To nihanje lahko povzroči gravitacijske valove, ki se širijo v vesolje, in jih lahko zaznamo tukaj na Zemlji ...
Nevtronske zvezde so ostanki masivnih zvezd, potem ko so eksplodirale kot supernove. Gosto jedro ostane za seboj, vrti se hitro in je sestavljeno samo iz nevtronov. Imajo ogromna gravitacijska polja in mislili so, da imajo tolikšno maso kot naše Sonce, vendar v širino merijo le 20 kilometrov. Ko ohranjajo kotni zagon svojega ogromnega sončnega predhodnika, saj so tako majhni, naj bi se vrteli stokrat na sekundo.
Toda kako je mogoče odkriti te čudne predmete? No, na primer, lahko jih vidimo kot močno sevajoče pulzare (ali po možnosti "magnetarje"), ki utripajo snopom sevanja mimo Zemlje, ko se vrtijo kot svetilnik, žarki visokoenergijskih fotonov, ki se oddajajo s polov nevtronske zvezde. Kaj pa učinek, ki ga imajo na vesolje in čas? Ali lahko ta masivna telesa ustvarijo gravitacijske valove? (Opomba: gravitacijski val je popolnoma drugačno bitje od atmosferskega "gravitacijskega vala".)
Če želite slikati prizor: Predstavljajte si, da bi v bazenu vrteli popolnoma sferično žogo. Če je žoga popolnoma nepremična (ne bobni navzgor in navzdol in ne pluje), samo se vrti na svoji osi, v bazenu ne bo opaziti nobenih valov. Zato noben instrument za merjenje valovanja v bazenu ne bo zaznal prisotnosti vrteče se žoge. Zdaj vrti predmet, ki ni sferičen (na primer žoga za ragbi ali ameriški nogomet) v bazenu. Ko se ta predmet vrti, bodo nepravilnosti na površini (tj. Koničasti konci) povzročile val pri vsakem obratu nepravilnega predmeta. Instrument za valovanje bo zaznal prisotnost žoge v bazenu.
To je vprašanje, s katerim se soočajo znanstveniki, ki poskušajo odkriti gravitacijske valove nevtronskih zvezd. Če so gladki predmeti (morda sferični ali rahlo sploščeni zaradi spina), ne morejo ustvariti valovanja v vesolju in času, zato jih ni mogoče zaznati. Če so po drugi strani vrteča telesa nepravilne oblike, z nehomogenostmi (grudice ali "gore") na površini, lahko nastanejo gravitacijski valovi. Grumen bo pri vsakem vrtenju odplaknil nihanje v prostoru in času. To je v redu, a so nevtronske zvezde grudaste?
No, obeti niso zelo dobri. Merilniki vesolja in časa, ki so bili postavljeni za opazovanje gravitacijskih valov, doslej niso zaznali nobenega znaka teh hitro vrtečih se nevtronskih zvezd. To bi lahko pomenilo, da tehnologija, ki jo uporabljamo, ni dovolj občutljiva za zaznavanje gravitacijskih valov ali da so nevtronske zvezde naravno gladke in sploh ne morejo ustvariti gravitacijskih valov.
Matthias Vigelius in Andrew Melatos, raziskovalca z Univerze v Melbournu v Avstraliji, menita, da imata novo upanje, da bodo nekatere vrste nevtronske zvezde odkrili, ker so seveda grudasti. Z uporabo nove tehnike računalniškega modeliranja par verjame, da bo že majhna sprememba površine nevtronske zvezde povzročila zaznavne gravitacijske valove. Toda kako nastanejo te grudice? Zvezde se pogosto razvijajo kot del binarnega sistema (tj. Dve zvezdi, ki krožita v skupnem težišču), če ena umre kot supernova, za seboj pusti nevtronsko zvezdo, bo intenzivno gravitacijsko polje odstranilo svojo spremljevalno zvezdo svojih plinov. Ko se plin pretaka v nevtronsko zvezdo, bo intenzivno magnetno polje strukturno podpiralo dohodni plin, kar bo ustvarilo elektronsko-protonsko mešanico pregrete plazme, ki sedi na površini nevtronske zvezde. Grudice, ki nastanejo na magnetnih polah nevtronske zvezde, bodo dolgožive lastnosti, ki se bodo vrtele okoli zvezde vsakič, ko se vrti. Vigelius in Melatos menita, da lahko detektorji, kot je Laser Interferometer Gravitacijsko-valovni observatorij (LIGO), zaznajo ta značilen podpis nevtronske zvezde nepravilnega oblikovanja…. pravočasno.
Te "grudaste" nevtronske zvezde še niso odkrili, vendar se z nenehnim opazovanjem (čas izpostavljenosti) upa, da bodo opazovalnice z gravitacijskimi valovi na Zemlji sčasoma prejele signal.
Vir: RAS, New Scientist
