Nerozumíme neutronovým hvězdám. Víme, že oni jsou - jsou to zbytky některých z nejmasivnějších hvězd ve vesmíru - ale odhalení jejich vnitřního fungování je trochu složitější, protože fyzika, která je udržuje, je stále špatně pochopena.
Ale jednou za čas se dvě neutronové hvězdy rozbijí společně, a když to udělají, mají tendenci vyhodit do vzduchu a chrlí své kvantové vnitřnosti po celém prostoru. V závislosti na vnitřní struktuře a složení neutronových hvězd bude „ejecta“ (zdvořilý vědecký termín pro astronomické projektilní zvracení) vypadat odlišně od nás Země-vázaných pozorovatelů, což nám dává hrubý, ale potenciálně silný způsob, jak porozumět těmto exotickým tvorům.
Neutronová hvězda Nougat
Jak jste možná uhodli, neutronové hvězdy jsou vyrobeny z neutronů. Většinou. Uvnitř nich mají také nějaké protony, což je důležité pro později, takže doufám, že si to pamatujete.
Neutronové hvězdy jsou zbylá jádra některých opravdu velkých hvězd. Když se ty obří hvězdy blíží ke konci svého života, začnou zapalovat lehčí prvky do železa a niklu. Gravitační hmotnost zbytku hvězdy tyto atomy stále rozbíjí, ale tyto fúzní reakce již neprodukují nadbytečnou energii, což znamená, že nic nebrání tomu, aby hvězda pokračovala v katastrofálním zhroucení na sebe.
V jádru jsou tlaky a hustoty tak extrémní, že se náhodné elektrony dostanou do protonů a promění je v neutrony. Jakmile tento proces skončí (což zabere méně než tucet minut), má tato obrovská koule neutronů konečně prostředky, které brání dalšímu kolapsu. Zbytek hvězdy odrazí toto nově kované jádro a vyhodí do vzduchu explozi v supernově, zanechávající jádro: neutronovou hvězdu.
Spirály zkázy
Tak, jak jsem řekl, neutronové hvězdy jsou obří koule neutronů, s tunami materiálu (za pár sluncí!), Které se napěchují do objemu, který není větší než město. Jak si můžete představit, interiéry těchto exotických tvorů jsou podivné, tajemné a složité.
Rozdělují se neutrony do vrstev a vytvářejí malé struktury? Jsou hluboké interiéry hustá polévka neutronů, která se jen stává cizí a cizí, čím hlouběji jdete? Dává to cestu ještě podivnějším věcem? A co povaha kůry - nejzevnější vrstva zabalených elektronů?
Pokud jde o neutronové hvězdy, existuje mnoho nezodpovězených otázek. Ale naštěstí nám příroda poskytla způsob, jak do nich nahlédnout.
Drobná nevýhoda: musíme počkat, až se srazí dvě neutronové hvězdy, než dostaneme šanci vidět, z čeho jsou vyrobeny. Pamatujete si GW170817? Vlastně to děláte - byl to velký objev gravitačních vln vycházející ze dvou srážejících se neutronových hvězd, spolu s řadou sledovacích pozorování dalekohledem rychlým ohněm přes elektromagnetické spektrum.
Všechna tato simultánní pozorování nám poskytla nejkompletnější obrázek dosud tzv kilonovynebo silné výboje energie a záření z těchto extrémních událostí. Konkrétní epizoda GW170817 byla jediná, která se kdy zachytila detektory gravitačních vln, ale rozhodně ne jediná, která se ve vesmíru stala.
Neutronová naděje
Když se neutronové hvězdy srazí, věci se rychle zkazí. Zvláště chaotická je malá populace protonů, která se skrývá uvnitř neutronové neutronové hvězdy. Díky svému pozitivnímu náboji a superrychlé rotaci samotné hvězdy dokážou vytvořit neuvěřitelně silné magnetické pole (v některých případech nejsilnější magnetická pole v celém vesmíru) a tato magnetická pole hrají zlé hry.
Po srážce s neutronovou hvězdou se potrhané zbytky mrtvých hvězd otáčejí kolem sebe na rychlé oběžné dráze, přičemž některé z jejich vnitřností se rozpínají v titanické výbuchové vlně, poháněné energií nárazu.
Zbývající vířící materiál rychle vytvoří disk, přičemž tento disk je navlečen silnými magnetickými poli. A když se silná magnetická pole ocitnou uvnitř rychle se otáčejících disků, začnou se na sobě skládat a zesilovat, stávají se ještě silnějšími. Procesem, který není zcela pochopen (protože fyzika, stejně jako scénář, je trochu chaotický) se tato magnetická pole navíjejí blízko středu disku a materiálu trychtýře ven a pryč od systému úplně: paprsek.
Trysky, jeden na každém pólu, vystřelily ven, nesly záření a částice daleko od kosmické automobilové nehody. V nedávném článku zkoumaný výzkum zkoumal vznik a životnost trysky a zvláště pečlivě sledoval, jak dlouho trvá, než se tryska vytvoří po počáteční kolizi. Ukazuje se, že podrobnosti mechanismu spouštění paprsků závisí na vnitřním obsahu původních neutronových hvězd: pokud změníte strukturu neutronových hvězd, získáte rozdílné kolizní příběhy a různé podpisy ve vlastnostech trysek.
S příšernějšími pozorováními kilonov jsme ještě mohli rozeznat některé z těchto modelů a zjistit, co způsobuje, že neutronové hvězdy opravdu tikají.
Číst dále: „Výtoky jetcocoonu z fúzí neutronových hvězd: struktura, světelné křivky a základní fyzika“
