Nová simulácia neutrónových hviezd naznačuje, že nemusia byť také hladké, ako sa predpokladalo. Táto fluktuácia môže generovať gravitačné vlny, ktoré sa šíria do vesmíru a dajú sa tu zistiť na Zemi ...
Neutrónové hviezdy sú pozostatky hmotných hviezd potom, čo explodovali ako supernovy. Husté jadro zostáva pozadu, rýchlo sa točí a skladá sa iba z neutrónov. Majú obrovské gravitačné polia a myslia si, že majú toľko hmoty ako naše Slnko, ale merajú naprieč iba 20 kilometrov. Keďže sú také malé, že si zachovávajú uhlovú hybnosť svojho masívneho predchodcu slnka, očakáva sa, že sa točia stokrát za sekundu.
Ako je však možné tieto podivné objekty zistiť? Za prvé, môžu byť považované za vysoko žiariace pulzary (alebo pravdepodobne „magnetary“), ktoré blikajú lúčom žiarenia okolo Zeme, keď sa točia ako maják, lúče vysokoenergetických fotónov emitovaných z pólov neutrónovej hviezdy. Ale čo ich vplyv na časopriestor? Môžu tieto masívne telá vytvárať gravitačné vlny? (Poznámka: Gravitačná vlna je úplne iné stvorenie ako atmosférická „gravitačná vlna“.)
Na predstavenie scény: Predstavte si, že sa v bazéne točí perfektne guľová guľa. Ak je loptička dokonale nehybná (neskakuje sa hore a dole a nie je unášaná), iba sa točí okolo svojej osi, v bazéne nebudú vidieť žiadne vlnky. Preto žiadny prístroj merajúci vlnky v bazéne nezistí prítomnosť rotujúcej gule. Teraz v bazéne roztočte predmet, ktorý nie je sférický (napríklad ragbyový loptu alebo americký futbal). Keď sa tento predmet točí, nepravidelnosti na povrchu (t. J. Špicaté konce) spôsobia vlnu pri každej otáčke nepravidelného objektu. Zvlnený nástroj detekuje prítomnosť lopty v bazéne.
To je problém, ktorému čelia vedci, ktorí sa snažia odhaliť gravitačné vlny od neutrónových hviezd. Ak sú to hladké predmety (možno sférické alebo mierne sploštené kvôli rotácii), nemôžu v priestore-čase vytvárať vlnky, a preto ich nemožno zistiť. Na druhej strane, ak ide o nepravidelne tvarované spriadacie telesá s nehomogenitami (hrudky alebo „hory“) na povrchu, môžu sa generovať gravitačné vlny. Hrudka odstráni kolísanie časopriestoru pri každej rotácii. To je v poriadku, ale sú neutrónové hviezdy hrboľaté?
Výhľad nie je veľmi dobrý. Detektory zvlnenia priestoru a času, ktoré sú určené na pozorovanie gravitačných vĺn, doteraz nezistili žiadne známky týchto rýchlo sa otáčajúcich neutrónových hviezd. To by mohlo znamenať, že technológia, ktorú používame, nie je dostatočne citlivá na detekciu gravitačných vĺn alebo že neutrónové hviezdy sú prirodzene hladké a na prvom mieste nemôžu vytvárať gravitačné vlny.
Vedci z University of Melbourne v Austrálii Matthias Vigelius a Andrew Melatos si myslia, že majú novú nádej, že niektoré typy neutrónovej hviezdy by sa mohli zistiť, pretože sú prirodzene hrudkovité. Použitím novej techniky počítačového modelovania pár verí, že aj malá zmena povrchu neutrónovej hviezdy bude viesť k zistiteľným gravitačným vlnám. Ale ako sa tieto hrče tvoria? Hviezdy sa často vyvíjajú ako súčasť binárneho systému (t. J. Dve hviezdy obiehajúce okolo spoločného ťažiska), ak jedna zomrie ako supernova, pričom za sebou zostane neutrónová hviezda, intenzívne gravitačné pole odstráni svoju sprievodnú hviezdu od svojich plynov. Keď je plyn nalievaný do neutrónovej hviezdy, intenzívne magnetické pole poskytne štrukturálnu podporu pre vstupujúci plyn, čím sa vytvorí zmes elektrónov a protónov prehriatej plazmy, ktorá sa nachádza na povrchu neutrónovej hviezdy. Hrudky, ktoré sa tvoria na magnetických póloch neutrónovej hviezdy, budú dlhotrvajúcou vlastnosťou a zakaždým, keď sa otáča, sa budú pohybovať okolo hviezdy. Vigelius a Melatos si myslia, že detektory, ako je gravitačné vlnové observatórium s laserovým interferometrom (LIGO), môžu byť schopné zistiť tento charakteristický podpis nepravidelne tvarovanej neutrónovej hviezdy…. na čas.
Doposiaľ neboli tieto „hrudkovité“ neutrónové hviezdy detekované, ale vďaka pokračujúcemu pozorovaniu (expozičný čas) sa očakáva, že observatóriá gravitačných vĺn na Zemi môžu nakoniec prijať signál.
Zdroj: RAS, nový vedec
