Res ne razumemo nevtronskih zvezd. Oh, vemo, da oni so - so ostanki nekaterih najbolj množičnih zvezd v vesolju, - vendar je razkrivanje njihovega notranjega delovanja nekoliko težavno, saj je fizika, ki jih ohranja, ostala le slabo razumljena.
Toda vsakič se dve nevtronski zvezdi zdrgneta skupaj, in ko se nagibata, se ponavadi razneseta in izluščujeta svoje kvantne črevesje po vsem prostoru. Glede na notranjo strukturo in sestavo nevtronskih zvezd bo "ejecta" (vljuden znanstveni izraz za astronomsko izstrelitev bruhanja) videti drugače kot za nas opazovalce, vezane na Zemljo, kar nam bo omogočilo grob, a potencialno močan način razumevanja teh eksotičnih bitij.
Neutron Star Nougat
Kot ste morda uganili, so nevtronske zvezde sestavljene iz nevtronov. No, večinoma. Imajo tudi nekaj protonov, ki plavajo v njih, kar je pomembno za kasneje, zato upam, da se tega spomnite.
Nevtronske zvezde so ostanki nekaterih res velikih zvezd. Ko se te orjaške zvezde bližajo koncu svojega življenja, začnejo spajati lažje elemente v železo in nikelj. Gravitacijska teža preostale zvezde še naprej razbija te atome skupaj, vendar te fuzijske reakcije ne proizvajajo več odvečne energije, kar pomeni, da nič ne preprečuje, da bi zvezda še naprej katastrofalno propadala vase.
V jedru tlaki in gostote postanejo tako ekstremni, da se naključni elektroni zataknejo v protone in jih pretvorijo v nevtrone. Ko se ta postopek konča (kar traja manj kot deset minut), ima ta velikanska kroglica nevtronov končno možnost, da se upira nadaljnjemu propadu. Preostali delček zvezde odbije to novo kovano jedro in se raznese v čudoviti eksploziji supernove, za seboj pa pusti jedro: nevtronsko zvezdo.
Spirali Doom
Kot sem že rekel, so nevtronske zvezde velikanske kroglice nevtronov, s tonami materiala (nekaj sonca je vredno!) Nabito v prostornino, ki ni večja od mesta. Kot si lahko predstavljate, so notranjosti teh eksotičnih bitij čudne, skrivnostne in zapletene.
Ali se nevtroni seštevajo v plasti in tvorijo majhne strukture? Ali je globoka notranjost gosta juha nevtronov, ki postanejo samo neznanke in tuje, globlje kot greš? Ali to dopušča še bolj čudnim stvarem? Kaj pa narava skorje - najbolj zunanja plast nabitih elektronov?
Če gre za nevtronske zvezde, je veliko neodgovorjenih vprašanj. Toda na srečo nam je narava omogočila pokukati v njih.
Manjša slaba stran: počakati moramo, da se dve nevtronski zvezdi spopadeta, preden bomo dobili priložnost, da vidimo, iz česa sestavljajo. Se spomnite GW170817? Pravzaprav ste bili - to je bilo veliko odkritje gravitacijskih valov, ki izvirajo iz dveh trkov nevtronskih zvezd, skupaj s številnimi opazovanji teleskopov s hitrim ognjem v elektromagnetnem spektru.
Vsa ta sočasna opazovanja so nam dala najbolj popolno sliko t.i. kilonoveali močnih sunkov energije in sevanja zaradi teh ekstremnih dogodkov. Konkretna epizoda GW170817 je bila edina, ki je bila kdaj ujeta z detektorji gravitacijskega vala, zagotovo pa ni edina, ki se je zgodila v vesolju.
Nevtronsko upanje
Ko se nevtronske zvezde trčijo, stvari postanejo zelo hitro zmedene. Posebej nered je stvar majhne populacije protonov, ki se skriva v notranjosti večinoma nevtronske nevtronske zvezde. Zaradi svojega pozitivnega naboja in zelo hitrega vrtenja same zvezde lahko ustvarijo neverjetno močno magnetno polje (v nekaterih primerih najmočnejša magnetna polja v celotnem vesolju) in ta magnetna polja igrajo nekaj zlobnih iger.
Po trčenju nevtronske zvezde se raztrgani ostanki mrtvih zvezd še naprej vrtijo okoli druge v hitri orbiti, pri čemer se nekateri njihovi vdolbinice širijo v titanskem eksplozijskem valu, ki ga poganja energija trka.
Preostali vrtinčasti material hitro tvori disk, pri čemer ta disk natakne močna magnetna polja. In ko se močna magnetna polja znajdejo znotraj hitro vrtečih se diskov, se začnejo zlagati vase in se stopnjevati, postajajo še močnejša. S postopkom, ki ni povsem razumljiv (ker se fizika, podobno kot pri scenariju, nekoliko zmeša), se ta magnetna polja navijejo blizu središča diska in materiala lijaka ven in stran od sistema: curek.
Letala, vsaka na vsakem polu, pihajo navzven, prenašajo sevanje in delce daleč od kozmične prometne nesreče. V nedavnem prispevku so preučevali nastanek in življenjsko dobo curka in posebej natančno preučili, koliko časa traja, da se curek oblikuje po začetnem trčenju. Izkazalo se je, da so podrobnosti mehanizma za zagon curka odvisne od notranje vsebine prvotnih nevtronskih zvezd: če spremenite strukturo nevtronskih zvezd, dobite razlike v trčenju zgodb in različne podpise v lastnostih curkov.
Z bolj grozovimi opazovanji kilonov bomo morda še razkrili nekatere od teh modelov in izvedeli, kaj nevtronske zvezde resnično klopijo.
Preberite več: "Jet-kokon odlivi iz združitev nevtronskih zvezd: struktura, svetlobne krivulje in temeljna fizika"
