Nem igazán értjük a neutroncsillagokat. Ó, tudjuk, hogy ők vannak - ők a világegyetem legtökéletesebb csillagai maradványai -, de belső működésük feltárása kissé trükkös, mert az életben tartásuk fizika csak rosszul értendő.
De időnként két neutroncsillag összetört, és amikor hajlamosak felrobbantani, kvantumcsontjaikat az egész űrbe becsavarva. A neutroncsillagok belső szerkezetétől és összetételétől függően az „ejecta” (az udvarias tudományos kifejezés a csillagászati lövedékes hányásnak) másképp fog kinézni, mint a Földdel megkötött megfigyelők, így durva, de potenciálisan erős módszert adhatunk ezeknek az egzotikus lényeknek a megértéséhez.
Neutron Star Nugát
Mint gondolhatta volna, a neutroncsillagok neutronokból készülnek. Nos, többnyire. Vannak protonok, amelyek úsznak körülöttük, ami később fontos, ezért remélem, emlékszel rá.
A neutroncsillagok néhány igazán nagy csillag maradékmagjai. Amikor az óriáscsillagok életük végéhez közelednek, elkezdenek a könnyebb elemeket olvadni a vasba és a nikkelbe. A csillag többi részének gravitációs súlya továbbra is összetöri ezeket az atomokat, de ezek a fúziós reakciók már nem termelnek felesleges energiát, ami azt jelenti, hogy semmi nem akadályozza meg a csillagot abban, hogy továbbra is katasztrofális összeomlásba kerüljön önmagában.
A magban a nyomások és a sűrűség annyira szélsőségesvé válnak, hogy a véletlen elektronok a protonok belsejébe kerülnek, és neutronokká alakulnak. Amint ez a folyamat befejeződik (ez kevesebb, mint egy tucat percig tart), ennek a hatalmas neutrongolyónak végül megvan a lehetősége, hogy ellenálljon a további összeomlásnak. A csillag többi része lepattan az újonnan kovácsolt magról, és egy gyönyörű szupernóva robbanás közben felrobbant, a mag mögött hagyva: a neutroncsillagot.
Végspirálok
Tehát, amint mondtam, a neutroncsillagok óriási gömböket mutatnak, és rengeteg anyagot (néhány nap érdemes!) Egy városba nem nagyobb térfogatba zsugorítanak. Mint gondolnád, ezen egzotikus lények belső tere különös, rejtélyes és összetett.
Összerakódnak-e a neutronok rétegekké és alkotnak kis struktúrákat? A mély belső terek egy vastag neutronleves, amelyek csak egyre idegebbek és idegesek, annál mélyebbre megyünk? Ez utat enged még furcsább dolgoknak is? Mi lenne a kéreg természetével - a csomagolt elektronok legkülső rétege?
Nagyon sok megválaszolatlan kérdés van a neutroncsillagokról. De szerencsére a természet adta nekünk egy lehetőséget arra, hogy belekapaszkodjunk bennük.
Kisebb hátrányok: meg kell várnunk, hogy két neutroncsillag összecsapjon, mielőtt megkapjuk a lehetőséget, hogy megnézhessük, miből készülnek. Emlékszel a GW170817-re? Valójában megteszed - ez volt a két ütköző neutroncsillag által kibocsátott gravitációs hullámok nagy felfedezése, valamint számos gyors-tűzű távcső utólagos megfigyelése az elektromágneses spektrumon.
Mindezek az egyidejű megfigyelések a legteljesebb képet adták az ún kilonovas, vagy ezeknek a szélsőséges eseményeknek az erőteljes energiája és sugárzása. A GW170817 adott epizódja volt az egyetlen, amelyet valaha gravitációs hullámdetektorokkal vettek fel, de természetesen nem az egyetlen, amely az univerzumban történt.
Semleges remény
Amikor a neutroncsillagok összeütköznek, a dolgok nagyon gyorsan rendetlenné válnak. Amit különösen rendetlensé teszi az a protonok kis populációja, amelyek a leginkább neutron-neutroncsillag környékén rekednek. Pozitív töltésük és a csillag szupergyors forgása miatt hihetetlenül erős mágneses mezőt képesek létrehozni (egyes esetekben a legerősebb mágneses mezők az egész univerzumban), és ezek a mágneses mezők gonosz játékokat játszanak.
A neutroncsillagok következményeként a meghalt csillagok elszakadt maradványai továbbra is gyors körpályán körbeforognak, néhány belső réteg titán robbanáshullámban kinyúlik, amelyet az összeomlás energiája táplál.
A fennmaradó kavargó anyag gyorsan képez egy lemezt, amelyet erős mágneses mezők mennek meg. És amikor az erős mágneses mezők gyorsan forgó lemezekben találják magukat, önmagukba hajlanak és erősítik őket, és még erősebbé válnak. A nem teljesen megértett folyamaton keresztül (mivel a fizika, mint a forgatókönyv is, kissé rendetlen), ezek a mágneses mezők a lemez közepéhez közel felcsavaródnak, és a tölcsér anyagát kifelé és a rendszerből távol: egy sugárhajtású.
A fúvókák, mindegyik póluson egy, kifelé robbantanak, sugárzást és részecskéket szállítva messze a kozmikus autóbalesettől. Egy nemrégiben írt tanulmányban megvizsgálták a sugárhajtómű kialakulását és élettartamát, különös figyelmet fordítva arra, hogy mennyi időbe kerül a sugár kialakulása az első ütközés után. Kiderül, hogy a sugárhajtómű indító mechanizmusának részletei az eredeti neutroncsillagok belső tartalmától függenek: ha megváltoztatja a neutroncsillagok szerkezetét, különbség ütközési történeteket és különféle aláírásokat kap a fúvókák tulajdonságai között.
A kilonovák félelmetes megfigyeléseivel valószínűleg megismerhetjük ezek közül a modellek közül néhányat, és megtudhatjuk, mi okozza a neutroncsillagok valóban kullancsát.
Bővebben: “Jet-kókusz kiáramlás a neutroncsillagok fúziójából: szerkezet, fénygörbék és alapvető fizika”
