A neutroncsillagok új szimulációja azt sugallja, hogy lehet, hogy nem olyan sima, mint amire számítottak. Ez az ingadozás gravitációs hullámokat generálhat, amelyek terjednek a kozmoszba, és észlelhetők itt a Földön ...
A neutroncsillagok a hatalmas csillagok maradványai, miután szupernóvákként felrobbantak. A sűrű mag hátramarad, gyorsan forog és csak neutronokból áll. Óriási gravitációs terepük van, és úgy gondolják, hogy annyi tömegűek, mint a Napunk, ám csak 20 kilométer átmérőjűek. Mivel megőrzik a hatalmas nap elődeik szögletét, mivel kicsik, várhatóan másodpercenként százszor forognak.
De hogyan lehet észlelni ezeket a furcsa tárgyakat? Nos, egyrészt erősen sugárzó pulzátoroknak (vagy esetleg „mágneses csillagoknak”) tekinthetik azokat, akik a Föld fölött sugárzó sugarat villannak, miközben világítótoronyként forognak. De mi lenne a tér-időre gyakorolt hatásukkal? Képesek-e ezek a hatalmas testek gravitációs hullámokat létrehozni? (Megjegyzés: A gravitációs hullám egy teljesen különböző lény, mint egy légköri „gravitációs hullám”.)
A jelenet leképezéséhez: Képzelje el, hogy egy tökéletesen gömb alakú labdát forog egy medencében. Ha a golyó tökéletesen áll (nem mozog fel és le, és nem sodródik), csak a tengelyén forog, akkor a medence hullámai nem lesznek láthatóak. Ezért a medence hullámait mérő műszer nem fogja észlelni a forgó golyó jelenlétét. Most forgasd meg egy nem gömb alakú tárgyat (például rögbi labda vagy amerikai futball) a medencében. Amint ez az objektum forog, a felület szabálytalanságai (vagyis a hegyes végei) hullámot generálnak a szabálytalan tárgy minden egyes fordulatán. A fodrozódó eszköz észlelni fogja a labdát a medencében.
Ez a kérdés a tudósok előtt áll, amelyek megpróbálják felfedezni a gravitációs hullámokat a neutroncsillagoktól. Ha ezek sima tárgyak (talán gömb alakúak vagy a centrifugálás miatt kissé sík), akkor nem képesek hullámok kialakulásához a téridőben, ezért nem észlelhetők. Ha viszont szabálytalan alakú forgó testek, amelyek felületén inhomogenitások (csomók vagy „hegyek”) vannak, gravitációs hullámok keletkezhetnek. A csomó minden fordulaton megsemmisíti a tér-idő ingadozását. Ez rendben van, de a neutroncsillagok csomósak-e?
Nos, a kilátások nem túl jóak. A gravitációs hullámok megfigyelésére szolgáló űr-idő „fodrozódás” detektorok eddig nem fedeztek fel ezeket a gyorsan forgó neutroncsillagokat. Ez azt is jelentheti, hogy az általunk használt technológia nem elég érzékeny a gravitációs hullámok észlelésére, vagy hogy a neutroncsillagok természetesen simaak és elsősorban nem képesek gravitációs hullámok létrehozására.
Matthias Vigelius és Andrew Melatos, az ausztráliai Melbourne-i Egyetem kutatói úgy vélik, új reményeik vannak, hogy a neutroncsillagok bizonyos típusait fel lehet fedezni, mivel azok természetesen pontyosak. Egy új számítógépes modellezési technikát alkalmazva a pár úgy véli, hogy még a neutroncsillag felületének kis változása érzékelhető gravitációs hullámokat eredményez. De hogyan alakulnak ezek a csomók? Gyakran a csillagok egy bináris rendszer részeként alakulnak ki (azaz két csillag kering egy közös súlypont körül), ha egy szupernóva meghal, és egy neutroncsillagot hagy hátra, az intenzív gravitációs mező megszabadítja társainak csillagát a gázoktól. Ahogy a gázt a neutroncsillagba csatornázzák, az intenzív mágneses mező szerkezeti támogatást nyújt a bejövő gáz számára, létrehozva egy túlmelegedt plazma elektron-proton keverékét, amely a neutroncsillag felületén ül. A neutroncsillag mágneses pólusain képződött csomók hosszú élettartamúak lesznek, és a csillag körül forognak minden egyes forgáskor. Vigelius és Melatos úgy gondolják, hogy az olyan detektorok, mint a Lézer-interferométer Gravitációs Hullám Megfigyelőközpont (LIGO) képesek lehetnek felismerni a szabálytalan alakú neutroncsillagok ezt a jellemző jelét. időben.
Mindeddig ezeket a „csomós” neutroncsillagokat még nem fedezték fel, de a folyamatos megfigyelés (expozíciós idő) révén remélhetőleg a Földön működő gravitációs hullám megfigyelőközpontok végül megkapják a jelet.
Forrás: RAS, új tudós
