Virsmas raksti dažādiem vērpes režīmiem. Noklikšķiniet, lai palielinātu
Milzīgs sprādziens uz neitronu zvaigznes virsmas deva astronomiem iespēju līdzināties tās virsmai, līdzīgi tam, kā ģeologi izprot Zemes struktūru zem mūsu kājām. Sprādziens satricināja neitronu zvaigzni un lika tai zvanīt kā zvanam. Pēc tam vibrācijas izgāja cauri dažāda blīvuma slāņiem - neslāpiem vai cietiem -, mainot rentgena starojumu. Astronomi aprēķināja, ka tās biezāka garoza ir aptuveni 1,6 km (1 jūdze) dziļa, kas atbilst teorētiskajiem aprēķiniem.
ASV un Vācijas Maksima Planka astrofizikas institūta un NASA zinātnieku komanda ir izmantojusi NASA Rossi rentgenstaru laika noteikšanas pētījumu, lai novērtētu garozas dziļumu uz neitronu zvaigznes, kas ir visblīvākais objekts, kas pazīstams Visumā. Pēc viņu teiktā, garoza ir aptuveni 1,6 kilometru dziļa un tik cieši iesaiņota, ka tējkarote šī materiāla uz Zemes sver apmēram 10 miljonus tonnu.
Šis pirmais šāda veida mērījums nāca klajā ar milzīgu sprādzienu uz neitronu zvaigznes 2004. gada decembrī. Vibrācijas pēc eksplozijas atklāja informāciju par zvaigznes sastāvu. Metode ir analoga seismoloģijai - seismisko viļņu izpēte no zemestrīcēm un sprādzieniem, kas atklāj Zemes garozas un iekšpuses struktūru.
Šī jaunā seismoloģijas tehnika nodrošina iespēju neitronu zvaigznes interjeru zondei, lielu noslēpumu un spekulāciju vietai. Spiediens un blīvums šeit ir tik intensīvs, ka kodols varētu saturēt eksotiskas daļiņas, kuras, domājams, pastāvēja tikai Lielā sprādziena brīdī.
Dr Anna Watts no Max Planck Astrofizikas institūta Garchingā veica šo pētījumu sadarbībā ar Dr Tod Strohmayer no NASA Goddard kosmosa lidojumu centra Greenbelt, Maryland.
"Mēs domājam, ka šis sprādziens, lielākais šāda veida sprādziens, kāds jebkad novērots, patiešām satricināja zvaigzni un burtiski sāka to zvana kā zvans," sacīja Strohmajers. “Kaut arī eksplozijā radītās vibrācijas ir vājas, tās sniedz ļoti specifiskas norādes par to, no kā šie dīvainie objekti ir izgatavoti. Tāpat kā zvans, neitronu zvaigznes gredzens ir atkarīgs no tā, kā viļņi iziet cauri dažāda blīvuma slāņiem - vai nu slideniem, vai cietiem. ”
Neitronu zvaigzne ir zvaigznes kodols, kas vairākas reizes masīvāks par sauli. Neitronu zvaigzne satur apmēram 1,4 saules masas materiāla, kas ierauts sfērā tikai aptuveni 20 kilometru garumā. Abi zinātnieki pārbaudīja neitronu zvaigzni ar nosaukumu SGR 1806-20, kas atrodas apmēram 40 000 gaismas gadu attālumā no Zemes Strēlnieka zvaigznājā. Objekts atrodas augsti magnētisku neitronu zvaigžņu apakšklasē, ko sauc par magnātiem.
2004. gada 27. decembrī SGR 1806-20 virsma piedzīvoja nepieredzētu sprādzienu, spilgtāko notikumu, kāds jebkad ticis novērots no mūsu Saules sistēmas. Sprādzienu, ko sauca par hiperfluzūru, izraisīja pēkšņas zvaigznes spēcīgā magnētiskā lauka izmaiņas, kas saplaisāja garoza, iespējams, izraisot milzīgu zemestrīci. Notikumu atklāja daudzas kosmosa observatorijas, tostarp Rossi Explorer, kas novēroja izstaroto rentgena gaismu.
Strohmajers un Vats domā, ka svārstības ir pierādījums par pasaules griezes vibrācijām zvaigznes garozā. Šīs vibrācijas ir analogas S-viļņiem, kas novēroti zemes zemestrīču laikā, tāpat kā vilnis, kas pārvietojas pa virvi. Viņu pētījums, balstoties uz Dr. GianLuca Izraēlas, Itālijas Nacionālā astrofizikas institūta, novērotajām vibrācijām, atklāja vairākas jaunas frekvences hiperplaisas laikā.
Vati un Strohmajers pēc tam apstiprināja savus mērījumus, izmantojot NASA Ramaty augstas enerģijas saules enerģijas spektroskopisko attēlu veidotāju, Saules observatoriju, kas arī reģistrēja hiperfluzūru un atrada pirmos pierādījumus par augstfrekvences svārstībām 625 Hz frekvencē, kas norāda uz viļņiem, kas garozu šķērso vertikāli.
Frekvenču pārpilnība - līdzīgi kā ar akordu, nevis ar vienu piezīmi - ļāva zinātniekiem novērtēt neitronu zvaigžņu garozas dziļumu. Tas ir balstīts uz frekvenču salīdzinājumu, ko rada viļņi, kas pārvietojas ap zvaigznes garozu, un to frekvences, kas pārvietojas pa radiālo starojumu. Neitronu zvaigznes diametrs nav skaidrs, taču, balstoties uz aptuveni 20 kilometru garu aplēsi, garoza būtu aptuveni 1,6 kilometru dziļa. Šis skaitlis, pamatojoties uz novērotajām frekvencēm, atbilst teorētiskajiem aprēķiniem.
Zvaigžņu zemestrīces seismoloģijā ir daudz solījumu daudzu neitronu zvaigžņu īpašību noteikšanai. Strohmajers un Vats ir analizējuši arhivētos Rossi datus no 1998. gada blāvākās magnētiskās hiperplaisas (no SGR 1900 + 14) un arī šeit atraduši indikatora svārstības, kaut arī tie nav pietiekami spēcīgi, lai noteiktu garozas biezumu.
Lielāks neitronu zvaigznes sprādziens, kas atklāts rentgena staros, varētu atklāt dziļākus noslēpumus, piemēram, matērijas būtību zvaigznes kodolā. Viena aizraujoša iespēja ir tā, ka kodolā var būt bezmaksas kvarki. Kvarki ir protonu un neitronu celtniecības bloki, un normālos apstākļos tie vienmēr ir cieši saistīti. Pierādījumu meklēšana par brīvajiem kvarkiem palīdzētu izprast matērijas un enerģijas patieso būtību. Zemes laboratorijas, ieskaitot masīvos daļiņu paātrinātājus, nevar ģenerēt enerģiju, kas nepieciešama brīvo kvarku atklāšanai.
"Neitronu zvaigznes ir lieliskas laboratorijas ekstrēmās fizikas izpētei," sacīja Vatsts. "Mēs labprāt varētu uzlauzt vienu atvērtu, bet, tā kā tas, iespējams, nenotiks, iespējams, nākamā labākā lieta ir magnētiskā hiperplaisa ietekmes novēršana uz neitronu zvaigzni."
Oriģinālais avots: Max Planck Society
