Nová simulace neutronových hvězd naznačuje, že nemusí být tak plynulé, jak se předpokládalo. Tato fluktuace může generovat gravitační vlny, které se šíří do vesmíru a mohou být detekovány zde na Zemi…
Neutronové hvězdy jsou zbytky hmotných hvězd poté, co explodovaly jako supernovy. Husté jádro zůstává pozadu, rychle se točí a skládá se pouze z neutronů. Mají ohromná gravitační pole a domnívají se, že mají stejnou hmotnost jako naše Slunce, ale měří jen 20 kilometrů napříč. Když si zachovávají úhlovou hybnost svého masivního předchůdce slunce, protože jsou tak malí, očekává se, že se točí stokrát za sekundu.
Jak však lze tyto podivné objekty detekovat? Pro jednoho, oni mohou být viděni jako vysoce vyzařující pulsary (nebo, možná, “magnetars”), blikající paprsek záření kolem Země jak oni točí se jako maják, paprsky vysokoenergetických fotonů vyzařovaných z pólů neutronové hvězdy. Ale co jejich dopad na časoprostor? Mohou tato masivní těla vytvářet gravitační vlny? (Poznámka: Gravitační vlna je úplně jiné stvoření než atmosférická „gravitační vlna“.)
Představte si scénu: Představte si, že se v bazénu točí dokonale kulová koule. Je-li míč dokonale stacionární (ne houpání nahoru a dolů, ani driftování), pouze se točí na jeho ose, nebudou vidět žádné vlnění v bazénu. Proto žádný nástroj měřící vlnění v bazénu nezjistí přítomnost spřádací koule. Nyní točí v bazénu objekt, který není kulovitý (jako ragbyový míček nebo americký fotbal). Jak se tento objekt otáčí, nepravidelnosti na povrchu (tj. Špičaté konce) vytvoří vlnu při každé otočení nepravidelného objektu. Zvlněný nástroj detekuje přítomnost míče v bazénu.
To je problém, kterému čelí vědci, kteří se snaží odhalit gravitační vlny od neutronových hvězd. Pokud se jedná o hladké předměty (možná sférické nebo mírně zploštělé kvůli rotaci), nemohou v prostoru-čase vytvářet vlnky, a proto je nelze detekovat. Pokud se na druhou stranu jedná o nepravidelně tvarovaná spřádací tělesa s nehomogenity (hrudky nebo „hory“) na povrchu, mohou vznikat gravitační vlny. Hrudka zametá kolísání časoprostoru při každé rotaci. To je v pořádku, ale jsou neutronové hvězdy hrudkovité?
Výhled není moc dobrý. Detektory „zvlnění“ časoprostoru, které sledují gravitační vlny, dosud nezjistily žádné známky těchto rychle se točících neutronových hvězd. To by mohlo znamenat, že technologie, kterou používáme, není dostatečně citlivá na detekci gravitačních vln nebo že neutronové hvězdy jsou přirozeně hladké a na prvním místě nemohou vytvářet gravitační vlny.
Matthias Vigelius a Andrew Melatos, vědci z University of Melbourne v Austrálii, si myslí, že mají novou naději, že některé typy neutronových hvězd mohou být detekovány, protože jsou přirozeně hrudkovité. Při použití nové techniky počítačového modelování se pár domnívá, že i malá odchylka na povrchu neutronové hvězdy způsobí detekovatelné gravitační vlny. Ale jak se tyto hrudky tvoří? Hvězdy se často vyvíjejí jako součást binárního systému (tj. Dvě hvězdy obíhající společné těžiště), pokud člověk zemře jako supernova, zanechá za sebou neutronovou hvězdu, intenzivní gravitační pole odstraní svou společnou hvězdu svých plynů. Když je plyn naléván do neutronové hvězdy, intenzivní magnetické pole poskytne strukturální oporu přicházejícímu plynu a vytvoří směs elektronu a protonu přehřáté plazmy sedící na povrchu neutronové hvězdy. Hrudky tvořené na magnetických pólech neutronové hvězdy budou dlouhodobým rysem, který se bude při každé rotaci otáčet kolem hvězdy. Vigelius a Melatos si myslí, že detektory, jako je gravitační vlnová observatoř laserového interferonu (LIGO), mohou být schopny detekovat tento charakteristický podpis nepravidelně tvarované neutronové hvězdy…. včas.
Dosud nebyly tyto „hrudkovité“ neutronové hvězdy detekovány, ale díky pokračujícímu pozorování (doba expozice) se doufá, že pozorovatelny gravitačních vln na Zemi mohou nakonec přijmout signál.
Zdroj: RAS, nový vědec
