Mēs īsti nesaprotam neitronu zvaigznes. Ak, mēs zinām, ka viņi ir - tās ir dažu vismasīvāko zvaigžņu paliekas - bet to iekšējās darbības atklāšana ir nedaudz kutelīga, jo fizika, kas viņus uztur, ir tikai slikti saprotama.
Bet ik pa laikam divas neitronu zvaigznes saplīst un, kad tās mēdz uzsprāgt, izliekot savas kvantu zarnas visā kosmosā. Atkarībā no neitronu zvaigžņu iekšējās struktūras un sastāva “ejecta” (pieklājīgais zinātniskais apzīmējums astronomiskajam lādiņa vēmeklim) mums, uz Zemes piesaistītajiem novērotājiem, izskatīsies savādāk, dodot mums rupju, bet potenciāli spēcīgu veidu, kā izprast šīs eksotiskās radības.
Neitronu zvaigzne Nuga
Kā jūs, iespējams, uzminējāt, neitronu zvaigznes ir veidotas no neitroniem. Nu, lielākoties. Viņiem ir arī daži protoni, kas peld apkārt, kas ir svarīgi vēlāk, tāpēc es ceru, ka jūs to atcerēsities.
Neitronu zvaigznes ir dažu patiešām lielu zvaigžņu paliekas. Kad šīs milzu zvaigznes tuvu dzīves beigām, tās sāk sakausēt gaišākus elementus dzelžā un niķī. Pārējās zvaigznes gravitācijas svars turpina sagraut šos atomus kopā, bet šīs saplūšanas reakcijas vairs nerada lieko enerģiju, kas nozīmē, ka nekas neliedz zvaigznei turpināt postoši sabrukt pats no sevis.
Kodolā spiedieni un blīvums kļūst tik ārkārtīgi, ka nejaušie elektroni nonāk iekšā protonos, pārvēršot tos neitronos. Kad šis process ir pabeigts (kas prasa mazāk nekā divpadsmit minūtes), šai milzu neitronu bumbiņai beidzot ir nepieciešamā vieta, lai pretotos turpmākai sabrukšanai. Pārējā zvaigzne atlec no tikko kaltās kodols un uzsprāgst skaistā supernovas sprādzienā, atstājot aiz serdes: neitronu zvaigzni.
Likteņa spirāles
Tā kā es teicu, neitronu zvaigznes ir milzu neitronu bumbiņas, un tonnas materiāla (dažu saules vērti!) Ir iebērtas apjomā, kas nav lielāks par pilsētu. Kā jūs varētu iedomāties, šo eksotisko radījumu interjeri ir savādi, noslēpumaini un sarežģīti.
Vai neitroni saplūst slāņos un veido maz struktūras? Vai dziļi interjeri ir bieza neitronu zupa, kas tikai kļūst svešāka un dīvaināka, jo dziļāk jūs ejat? Vai tas dod priekšroku pat visdīvainākajiem sīkumiem? Kā ir ar garozas dabu - iesaiņoto elektronu ārējo slāni?
Runājot par neitronu zvaigznēm, ir daudz neatbildētu jautājumu. Bet par laimi daba deva mums iespēju peering viņos.
Neliels negatīvs: mums jāgaida, kamēr saduras divas neitronu zvaigznes, pirms mēs iegūstam iespēju redzēt, no kā tie ir izgatavoti. Vai atceraties GW170817? Jūs to tiešām darāt - tas bija lielais gravitācijas viļņu atklājums, ko izstaro divas sadurstošās neitronu zvaigznes, kā arī virkne ātras uguns teleskopa novērojumu visā elektromagnētiskajā spektrā.
Visi šie vienlaicīgi novērojumi mums deva vispilnīgāko priekšstatu par tā dēvēto kilonovas, vai spēcīgi enerģijas un starojuma pārrāvumi no šiem ārkārtējiem notikumiem. Konkrētā GW170817 epizode bija vienīgā, kas jebkad tika pieķerta ar gravitācijas viļņu detektoriem, bet noteikti nav vienīgā, kas notika Visumā.
Neitronu cerība
Kad neitronu zvaigznes saduras, viss notiek ātri. Tas, kas padara lietas īpaši sakārtotus, ir neliels protonu skaits, kas slēpjas apkārt galvenokārt neitronu neitronu zvaigznei. Savas pozitīvās uzlādes un pašas zvaigznes īpaši ātrā griešanās dēļ viņi spēj radīt neticami spēcīgu magnētisko lauku (dažos gadījumos visspēcīgākos magnētiskos laukus visā Visumā), un šie magnētiskie lauki spēlē kādas nelāgas spēles.
Pēc neitronu zvaigžņu sadursmes nobrukušās mirušo zvaigžņu paliekas ātri riņķo apkārt viena otrai, un dažas no tām slūžas titāniskā sprādziena viļņā, ko veicina avārijas enerģija.
Atlikušais virpuļojošais materiāls ātri veido disku, kuram disku vītina spēcīgi magnētiskie lauki. Un, kad spēcīgi magnētiskie lauki nonāk ātri rotējošos diskos, tie sāk sevi salocīt un pastiprināt, kļūstot vēl stiprākiem. Veicot procesu, kas nav pilnībā izprotams (jo fizika, tāpat kā scenārijs, kļūst nedaudz nekārtīgs), šie magnētiskie lauki nonāk diska centra tuvumā un piltuves materiālu izvada un prom no sistēmas kopumā: strūklu.
Sprauslas, pa vienai pie katra pola, izpūstas uz āru, nesot starojumu un daļiņas tālu no kosmiskās autoavārijas. Nesenā rakstā pētīts pētīts strūklas veidošanās un kalpošanas laiks, īpaši uzmanīgi apskatot, cik ilgs laiks nepieciešams, lai strūkla veidotos pēc sākotnējās sadursmes. Izrādās, ka reaktīvās palaišanas mehānisma detaļas ir atkarīgas no sākotnējo neitronu zvaigžņu iekšējā satura: ja maināt neitronu zvaigžņu struktūru, jūs saņemat atšķirīgu sadursmju stāstus un atšķirīgus parakstus sprauslu īpašībās.
Izmantojot šausmīgākus kilonovu novērojumus, mēs tomēr varētu pamanīt dažus no šiem modeļiem un uzzināt, kas neitronu zvaigznes patiešām iezīmē.
Lasīt vairāk: “Reaktīvo kokonu aizplūšana no neitronu zvaigžņu apvienošanās: struktūra, gaismas līknes un pamata fizika”
