Nerozumieme neutrónovým hviezdam. Och, vieme, že oni sú - sú to zvyšky niektorých z najmasívnejších hviezd vo vesmíre - odhalenie ich vnútorných funkcií je však trochu zložitejšie, pretože fyzika, ktorá ich udržiava pri živote, je len zrozumiteľná.
Ale každú chvíľu sa dve neutrónové hviezdy rozbijú spolu, a keď tak urobia, majú tendenciu vyhodiť do vzduchu, chrliace svoje kvantové vnútornosti do celého vesmíru. V závislosti od vnútornej štruktúry a zloženia neutrónových hviezd bude „ejecta“ (zdvorilý vedecký termín pre astronomické projektilné zvracanie) vyzerať odlišne ako pre nás Zem-pozorovateľov, čo nám dáva hrubý, ale potenciálne silný spôsob, ako porozumieť týmto exotickým stvoreniam.
Neutronová hviezda Nougat
Ako ste asi uhádli, neutrónové hviezdy sú vyrobené z neutrónov. Väčšinou, väčšinou. Vo vnútri majú tiež nejaké protóny, čo je dôležité pre neskoršie obdobie, takže dúfam, že si to pamätáte.
Neutrónové hviezdy sú zvyšky niektorých skutočne veľkých hviezd. Keď sa tie obrovské hviezdy blížia ku koncu svojho života, začnú spájať ľahšie prvky do železa a niklu. Gravitačná váha zvyšku hviezdy tieto atómy spolu rozbíja, ale tieto fúzne reakcie už neprinášajú nadbytočnú energiu, čo znamená, že nič nebráni tomu, aby hviezda pokračovala v katastrofálnom zrútení sa na seba.
V jadre sú tlaky a hustoty také extrémne, že sa náhodné elektróny dostanú do protónov, čím ich premenia na neutróny. Po dokončení tohto procesu (čo trvá menej ako tucet minút) má táto obrovská guľa neutrónov konečne prostriedky, ktoré bránia ďalšiemu kolapsu. Zvyšok hviezdy odskočí z tohto novovytvoreného jadra a vyhodí do vzduchu krásny výbuch supernovy, pričom zanechá jadro: neutrónovú hviezdu.
Špirály Doom
Ako som už povedal, neutrónové hviezdy sú obrovské gule neutrónov, s množstvom materiálu (zopár slnka!), Ktorý sa vlní do objemu, ktorý nie je väčší ako mesto. Ako si viete predstaviť, interiéry týchto exotických tvorov sú podivné, tajomné a zložité.
Rozdeľujú sa neutróny do vrstiev a tvoria malé štruktúry? Sú hlboké interiéry hustá polievka neutrónov, ktoré sú čudnejšie a cudzie, čím hlbšie idete? Dáva to prednosť aj čudnejším veciam? A čo povaha kôry - vonkajšia vrstva zabalených elektrónov?
Pokiaľ ide o neutrónové hviezdy, existuje veľa nezodpovedaných otázok. Ale našťastie nám príroda dala spôsob nahliadnutia do nich.
Drobná nevýhoda: predtým, ako dostaneme šancu zistiť, z čoho sú vyrobené, musíme počkať, kým sa zrazia dve neutrónové hviezdy. Pamätáte si GW170817? Skutočne to robíte - to bol veľký objav gravitačných vĺn vychádzajúcich z dvoch zrážajúcich sa neutrónových hviezd, spolu s množstvom pozorovaní ďalekohľadu s rýchlym ohňom cez elektromagnetické spektrum.
Všetky tieto simultánne pozorovania nám poskytli najkompletnejší obraz o tzv kilonovasalebo silné výbuchy energie a žiarenia z týchto extrémnych udalostí. Konkrétna epizóda GW170817 bola jediná, ktorú kedy zachytili gravitačné vlnové detektory, ale určite nie jediná, ktorá sa stala vo vesmíre.
Neutrónová nádej
Keď sa neutrónové hviezdy zrazia, veci sa rýchlo zmätia. To, čo robí veci obzvlášť chaotickými, je malá populácia protónov, ktorá sa skrýva vo vnútri neutrónovej neutrónovej hviezdy. Vďaka svojmu pozitívnemu náboju a veľmi rýchlej rotácii samotnej hviezdy dokážu vytvoriť neuveriteľne silné magnetické pole (v niektorých prípadoch najsilnejšie magnetické pole v celom vesmíre) a tieto magnetické polia hrajú zlé hry.
Po zrážke s neutrónovými hviezdami sa roztrhané zvyšky mŕtvych hviezd stále otáčajú okolo seba na rýchlej obežnej dráhe, pričom niektoré z ich vnútorností sa rozširujú v titánovej výbuchovej vlne, poháňanej energiou nárazu.
Zostávajúci víriaci materiál rýchlo vytvára disk, pričom tento disk je opatrený silnými magnetickými poľami. A keď sa silné magnetické polia ocitnú vo vnútri rýchlo sa otáčajúcich diskov, začnú sa na seba zložiť a zosilnia a stanú sa ešte silnejšími. Prostredníctvom procesu, ktorý nie je úplne pochopený (pretože fyzika, podobne ako scenár, je trochu chaotická) sa tieto magnetické polia navíjajú blízko stredu disku a materiálu lievika von a preč od systému celkom: prúd.
Trysky, jeden na každom póle, vystreľujú smerom von a prenášajú žiarenie a častice ďaleko od kozmickej dopravnej nehody. V nedávnom článku skúmal skúmaný vznik a životnosť dýzy a osobitne starostlivo skúmal, ako dlho trvá, kým sa tryska vytvorí po počiatočnej kolízii. Ukazuje sa, že podrobnosti mechanizmu spúšťania prúdových lúčov závisia od vnútorného obsahu pôvodných neutrónových hviezd: ak zmeníte štruktúru neutrónových hviezd, získate rozdielne kolízne príbehy a rôzne podpisy vo vlastnostiach dýz.
S príšernými pozorovaniami kilonov možno ešte dokážeme rozoznať niektoré z týchto modelov a dozvedieť sa, čo spôsobuje, že neutrónové hviezdy sú skutočne kliešte.
Čítať viac: „Výtoky prúdov kokonov z fúzií neutrónových hviezd: štruktúra, svetelné krivky a základná fyzika“
