Jauna neitronu zvaigžņu simulācija liek domāt, ka tās var nebūt tik gludas, kā prognozēts. Šīs svārstības var radīt gravitācijas viļņus, izplatoties kosmosā, un tos varēja noteikt šeit uz Zemes ...
Neitronu zvaigznes ir masīvu zvaigžņu paliekas pēc tam, kad tās ir eksplodējušas kā supernovas. Blīvā kodols paliek aiz muguras, ātri griežas un sastāv tikai no neitroniem. Viņiem ir milzīgi gravitācijas lauki, un domājams, ka tiem ir tikpat liela masa kā mūsu saulei, bet tie šķērso tikai 20 kilometrus. Saglabājot sava masīvā saules priekšgājēja leņķisko impulsu, jo tie ir tik mazi, ir paredzams, ka tie griezīsies simtiem reižu sekundē.
Bet kā šos dīvainos objektus var atklāt? Pirmkārt, tos var uzskatīt par ļoti izstarojošiem pulsatoriem (vai, iespējams, “magnātiem”), kas mirgo no Zemes apstarojuma staru, ja tie spīd kā bāka, no neitronu zvaigznes poliem izstarotās augstas enerģijas fotonu staru kūļi. Bet kā ir ar to ietekmi uz telpas laiku? Vai šie masīvie ķermeņi var radīt gravitācijas viļņus? (Piezīme: gravitācijas vilnis ir pilnīgi atšķirīgs radījums no atmosfēras “gravitācijas viļņa”.)
Lai nofotografētu ainu: Iedomājieties, kā peld peldbaseinā spiningot perfekti sfērisku bumbiņu. Ja bumba ir pilnīgi nekustīga (nebojājas augšup un lejup un nebirst), tikai griežas pa savu asi, baseinā neredzēsies nekādas ripas. Tāpēc jebkurš instruments, kas mēra ripples baseinā, neatradīs vērpšanas bumbiņas klātbūtni. Tagad baseinā pagrieziet priekšmetu, kas nav sfērisks (piemēram, regbija bumba vai amerikāņu futbols). Kamēr šis objekts griežas, nelīdzenumi uz virsmas (t.i., smailiem galiem) radīs vilni katrā neregulārā objekta apgriezienā. Viļņojošs instruments noteiks bumbas klātbūtni baseinā.
Ar šo problēmu zinātnieki cenšas noteikt gravitācijas viļņus no neitronu zvaigznēm. Ja tie ir gludi priekšmeti (iespējams, sfēriski vai centrifūgas dēļ nedaudz saplacināti), tie nevar radīt ripples telpā laikā, un tāpēc tos nevar noteikt. No otras puses, ja tie ir neregulāras formas vērpjoši ķermeņi, kuru virsmā ir neviendabīgas formas (kunkuļi vai “kalni”), var rasties gravitācijas viļņi. Vienreizējs lielums izsvērs telpas-laika svārstības katrā rotācijā. Tas ir labi, bet vai neitronu zvaigznes ir vienreizējas?
Izskats nav pārāk labs. Kosmosa laika “pulsācijas” detektori, kas bija paredzēti gravitācijas viļņu novērošanai, līdz šim nav atklājuši nekādas pazīmes šīm strauji augošajām neitronu zvaigznēm. Tas varētu nozīmēt vai nu to, ka mūsu izmantotā tehnoloģija nav pietiekami jutīga, lai noteiktu gravitācijas viļņus, vai arī, ka neitronu zvaigznes ir dabiski gludas un, pirmkārt, nespēj radīt gravitācijas viļņus.
Austrālijas Melburnas Universitātes pētnieki Matiass Vigelius un Endrjū Melatoss domā, ka viņiem ir jauna cerība, ka varētu tikt atklāti daži neitronu zvaigžņu veidi, jo tie ir dabiski vienreizēji. Izmantojot jaunu datormodelēšanas paņēmienu, pāris uzskata, ka pat nelielas neitronu zvaigznes virsmas variācijas radīs nosakāmus gravitācijas viļņus. Bet kā veidojas šie kunkuļi? Bieži vien zvaigznes attīstās kā bināras sistēmas daļa (t.i., divas zvaigznes, kas riņķo ap kopēju smaguma centru), ja vienai vajadzētu nomirt kā supernovai, atstājot neitronu zvaigzni aiz muguras, intensīvais gravitācijas lauks noņem tās gāzēm pavadošo zvaigzni. Tā kā gāze tiek virzīta neitronu zvaigznī, intensīvs magnētiskais lauks ienākošajai gāzei sniegs strukturālu atbalstu, izveidojot pārkarsētas plazmas elektronu-protonu sajaukumu, kas atrodas virs neitronu zvaigznes virsmas. Kumbiņi, kas veidojas pie neitronu zvaigznes magnētiskajiem poliem, būs ilgstoša īpašība, slaucot ap zvaigzni katru reizi, kad tā griežas. Vigelius un Melatos domā, ka tādi detektori kā lāzera interferometra gravitācijas viļņu observatorija (LIGO) varētu atklāt šo raksturīgo nepareiza formas neitronu zvaigznes signālu. laikā.
Pagaidām šīs “vienreizējās” neitronzvaigznes nav atklātas, taču, turpinot novērojumus (ekspozīcijas laiku), tiek cerēts, ka signāls galu galā varētu saņemt uz Zemes bāzētas gravitācijas viļņu observatorijas.
Avots: RAS, jaunais zinātnieks
