Nova simulacija nevtronskih zvezd kaže, da morda niso tako gladke, kot je bilo predvideno. Eksotična telesa, ki se hitro vrtijo, imajo lahko pomembne topološke značilnosti, kot so gore. Te 'grude' na površini zvezde lahko povzročijo nihanja v prostor-času, saj se variacija velikega gravitacijskega polja spreminja pri vsakem vrtenju. To nihanje lahko povzroči gravitacijske valove, ki se širijo v vesolje, in bi jih lahko zaznali tukaj na Zemlji ...
Nevtronske zvezde so ostanki masivnih zvezd, potem ko so eksplodirale kot supernove. Gosto jedro ostane zadaj, hitro se vrti in je sestavljeno samo iz nevtronov. Imajo ogromna gravitacijska polja in mislili so, da imajo toliko mase kot naše Sonce, vendar merijo le 20 kilometrov v premer. Ker ohranjajo kotni moment svojega ogromnega sončnega predhodnika, saj so tako majhni, naj bi se vrteli stokrat na sekundo.
Toda kako je mogoče odkriti te nenavadne predmete? No, na eni strani jih lahko vidimo kot močno sevajoče pulzarje (ali morda ' magnetarji «), ki utripajo mimo Zemlje, ko se vrtijo kot svetilnik, žarki visokoenergetskih fotonov, ki jih oddajajo polovi nevtronske zvezde. Kaj pa učinek, ki ga imajo na prostor-čas? Ali lahko ta masivna telesa ustvarjajo gravitacijske valove? (Opomba: gravitacijski val je popolnoma drugačno bitje od atmosferskega ' gravitacijski val '.)
Predstavljajte si prizor: Predstavljajte si, da vrtite popolnoma sferično kroglo v bazenu. Če je žoga popolnoma nepremična (ne niha gor in dol in ne drift), se le vrti okoli svoje osi, v bazenu ne bo opaziti valovanja. Zato noben instrument, ki meri valovanje v bazenu, ne bo zaznal prisotnosti vrteče se krogle. Zdaj zavrtite predmet, ki ni sferen (kot je žoga za ragbi ali ameriški nogomet) v bazenu. Ko se ta predmet vrti, bodo nepravilnosti na površini (tj. koničasti konci) povzročile val ob vsakem vrtljaju nepravilnega predmeta. Instrument za valovanje bo zaznal prisotnost žoge v bazenu.
To je vprašanje, s katerim se soočajo znanstveniki, ki poskušajo odkriti gravitacijske valove iz nevtronskih zvezd. Če so gladki predmeti (morda sferični ali rahlo sploščeni zaradi vrtenja), ne morejo povzročiti valovanja v prostor-času in jih zato ni mogoče zaznati. Če so po drugi strani vrteča se telesa nepravilne oblike, z nehomogenostmi (grude ali 'gore') na površini, lahko nastanejo gravitacijski valovi. Gruda bo pri vsaki rotaciji odstranila nihanje v prostor-času. To je v redu, toda ali so nevtronske zvezde grudaste?
No, obeti niso zelo dobri. Prostorsko-časovni detektorji valovanja, namenjeni opazovanju 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 proizvajati gravitacijskih valov.
Matthias Vigelius in Andrew Melatos, raziskovalca z Univerze v Melbournu v Avstraliji, menita, da imata novo upanje, da bi lahko odkrili nekatere vrste nevtronskih zvezd, saj so po naravi grudaste. Z uporabo nove tehnike računalniškega modeliranja par verjame, da bo celo majhna sprememba površine nevtronske zvezde povzročila zaznavne gravitacijske valove. Toda kako nastanejo te grudice? Pogosto se zvezde razvijajo kot del binarnega sistema (tj. dve zvezdi, ki krožita okoli skupnega težišča), če bi ena umrla kot supernova in za sabo pustila nevtronsko zvezdo, bo intenzivno gravitacijsko polje njeni spremljevalni zvezdi odstranilo pline. Ko se plin usmeri v nevtronsko zvezdo, bo intenzivno magnetno polje dalo strukturno podporo prihajajočemu plinu in ustvarilo mešanico elektronov in protonov pregrete plazme, ki sedi na površini nevtronske zvezde. Grude, ki nastanejo na magnetnih polih nevtronske zvezde, bodo dolgoživa značilnost, ki se bodo ob vsakem vrtenju pometale okoli zvezde. Vigelius in Melatos menita, da bi detektorji, kot je laserski interferometer Gravitacijski valovni observatorij (LIGO), morda lahko zaznali ta značilni podpis nevtronske zvezde nepravilne oblike ... pravočasno.
Te 'gručaste' nevtronske zvezde še niso bile odkrite, vendar je z nadaljnjim opazovanjem (čas izpostavljenosti) upati, da bodo opazovalnice gravitacijskih valov na Zemlji sčasoma prejele signal.
vir: RAS , Novi znanstvenik
