A felületi minták a különböző torziós módokhoz. kattints a kinagyításhoz
A neutroncsillag felszínén zajló hatalmas robbanás lehetőséget adott a csillagászoknak arra, hogy megvizsgálják a felületét, hasonlóan ahhoz, ahogyan a geológusok megértik a Föld lábunk alatt lévő szerkezetét. A robbanás felrázta a neutroncsillagot, és úgy hangzott, mint egy harang. A rezgések ezután különböző sűrűségű - latyakos vagy szilárd - rétegeken haladtak át, megváltoztatva az áramló röntgen sugarait. A csillagászok kiszámították, hogy vastagabb kéregének kb. 1,6 km (1 mérföld) mélye van, megfelel az elméleti becsléseknek.
A Max Planck Asztrofizikai Intézetének és a NASA amerikai és német tudóscsoportja a NASA Rossi X-ray Timing Explorer-jét használta a kéreg mélységének becslésére egy neutroncsillagra, az univerzumban ismert legszorosabb tárgyra. A kéreg kb. 1,6 kilométer mély és annyira szorosan csomagolva, hogy egy ilyen teáskanálnyi anyag körülbelül 10 millió tonnát jelentene a Földön.
Ez a mérés, az első ilyen jellegű, egy neutroncsillagra történt hatalmas robbanás eredményeként jött létre 2004. decemberében. A robbanásból származó rezgések részleteket mutattak a csillag összetételéről. A technika hasonló a szeizmológiához, a földrengések és robbanások okozta szeizmikus hullámok vizsgálatához, amelyek feltárják a Föld kéregének és belső felületének felépítését.
Ez az új szeizmológia lehetővé teszi a neutroncsillag belsejének próbáját, a nagy rejtély és a spekuláció helyét. A nyomás és a sűrűség itt annyira intenzív, hogy a magban lehetnek egzotikus részecskék, amelyekről azt gondolják, hogy csak a Nagyrobbanás pillanatában léteztek.
Dr. Watts, a Max Planck asztrológiai intézetéből a Garchingban végezte el ezt a kutatást a NASA Goddard űrrepülési központjának Dr. Tod Strohmayerrel közösen, a Marylandi Greenbeltben.
"Úgy gondoljuk, hogy ez a robbanás, amelyet valaha is megfigyeltünk, valóban megrázta a csillagot, és szó szerint elindult, mint egy csengő." - mondta Strohmayer. „A robbanás közben fellépő rezgések, bár halványak, nagyon konkrét nyomokat adnak arról, hogy ezekből a furcsa tárgyakból készülnek. Csakúgy, mint egy harang, a neutroncsillag gyűrűje attól is függ, hogy a hullámok hogyan haladnak át eltérő sűrűségű rétegeken, akár lassan, vagy szilárdan. ”
A neutroncsillag a csillag magmaradványai, amelyek többször tömegebb, mint a nap. A neutroncsillagok mintegy 1,4 naptömegű anyagot tartalmaznak, amely csak egy körülbelül 20 kilométer átmérőjű gömbbe olvad be. A két tudós megvizsgálta az SGR 1806-20 nevű neutroncsillagot, amely körülbelül 40 000 fényévnyire van a Földtől a Nyilas csillagképben. Az objektum a mágneseknek nevezett, nagyon mágneses neutroncsillagok alosztályába tartozik.
2004. december 27-én az SGR 1806-20 felülete példátlan robbanást tapasztalt, a legfényesebb eseményt, amit valaha is láthattunk Naprendszerünk túloldalán. A hiperlángolásnak nevezett robbanást a csillag erőteljes mágneses mezőjének hirtelen megváltozása okozta, amely megrepedt a kéregben, valószínűleg hatalmas csillagrengést okozva. Az eseményt sok űrmegfigyelő intézet észlelte, köztük a Rossi Explorer, amely megfigyelt a sugárzott sugárzásról.
Strohmayer és Watts szerint az oszcillációk a csillag kéregén belüli globális torziós rezgések bizonyítéka. Ezek a rezgések hasonlóak a földi földrengések során megfigyelt S-hullámokhoz, mint egy kötélen áthaladó hullám. Az olasz Asztrofizikai Nemzeti Intézet Dr. GianLuca Israel ebből a forrásból származó rezgések megfigyeléseire alapozott tanulmánya több új frekvenciát talált a hiperlámpás során.
Watts és Strohmayer ezt követően a NASA Ramaty nagy energiájú napelemes spektroszkópiás képalkotójával megerősítette a mérést, amely egy olyan ultra-megfigyelő intézet, amely szintén feljegyezte a hiperlámpát, és megtalálja az első bizonyítékot a nagyfrekvenciás oszcillációra 625 Hz-en, ami jelzi, hogy a kéreg függőlegesen halad a hullámokon.
A frekvenciák bősége - hasonlóan az akkordhoz, szemben az egyetlen hangjelzéssel - lehetővé tette a tudósoknak, hogy becsüljék meg a neutroncsillagkéreg mélységét. Ez a csillag kéregén áthaladó hullámok és a sugárirányban áthaladó hullámok frekvenciájának összehasonlításán alapul. A neutroncsillag átmérője bizonytalan, de a kb. 20 kilométerre eső becslés alapján a kéreg mintegy 1,6 kilométer mély lenne. Ez a megfigyelt frekvenciákon alapuló szám összhangban áll az elméleti becslésekkel.
A Starquake szeizmológia nagy ígérettel bír számos neutroncsillag tulajdonságának meghatározására. Strohmayer és Watts elemezte az 1998-ban egy dimmer 1998. évi mágneses hiperlámpán tárolt Rossi-adatokat (az SGR 1900 + 14-től), és itt is találták a visszajelző lámpák rezgéseit, bár nem elég erősek a kéreg vastagságának meghatározásához.
A röntgensugarakban észlelt nagyobb neutroncsillagos robbanás mélyebb titkokat fedhet fel, például az anyag természetét a csillag magjában. Az egyik izgalmas lehetőség, hogy a mag tartalmaz szabad kvarkokat. A kvarkok a protonok és a neutronok építőkövei, és normál körülmények között mindig szorosan össze vannak kötve. A szabad kvarkokra vonatkozó bizonyítékok megkeresése elősegítené az anyag és az energia valódi természetének megértését. A földi laboratóriumok, beleértve a hatalmas részecskegyorsítókat, nem tudják előállítani a szabad kvarkok felfedéséhez szükséges energiákat.
"A neutroncsillagok nagyszerű laboratóriumok az extrém fizika tanulmányozására" - mondta Watts. "Szeretnénk, ha megszakítanánk egyet, de mivel ez valószínűleg nem fog megtörténni, talán a következő legjobb dolog megfigyelni egy mágneses tompítás hatását egy neutroncsillagra."
Eredeti forrás: Max Planck Társaság
