Нова симулация на неутронни звезди предполага, че те може да не са толкова гладки, както е предвидено. Това колебание може да генерира гравитационни вълни, разпространяващи се в Космоса и може да бъде открито тук, на Земята ...
Нейтронните звезди са останките от масивни звезди, след като са избухнали като свръхнови. Плътното ядро остава отзад, върти се бързо и е съставено само от неутрони. Те имат огромни гравитационни полета и смятаха, че имат толкова маса, колкото нашето Слънце, но с размери само 20 километра. Тъй като запазват ъгловия импулс на своя масивен предшественик на слънцето, тъй като са толкова малки, се очаква да се въртят стотици пъти в секунда.
Но как могат да бъдат открити тези странни обекти? Е, от една страна, те могат да се разглеждат като силно излъчващи пулсари (или евентуално „магнити“), мигащи лъчева радиация покрай Земята, докато се въртят като фар, лъчи фотони с висока енергия, излъчвани от полюсите на неутронната звезда. Но какво ще кажете за ефекта, който имат върху пространството-времето? Могат ли тези масивни тела да създават гравитационни вълни? (Забележка: Гравитационната вълна е напълно различно същество от атмосферната „гравитационна вълна“.)
За да представите сцената: Представете си да въртите перфектно сферична топка в плувен басейн. Ако топката е перфектно неподвижна (не се вдига нагоре и надолу и не се движи), а само се върти по оста си, няма да се виждат пулсации в басейна. Следователно, всеки инструмент за измерване на пулсации в басейна няма да открие наличието на въртящата се топка. Сега завъртете предмет, който не е сферичен (като топка за ръгби или американски футбол) в басейна. Докато този обект се върти, нередностите на повърхността (т.е. заострените краища) ще произведат вълна при всяко въртене на неправилния обект. Пулсационният инструмент ще открие присъствието на топката в басейна.
Това е проблемът пред учените, които се опитват да открият гравитационни вълни от неутронни звезди. Ако те са гладки предмети (може би сферични или леко сплескани поради въртенето), те не могат да произведат пулсации в пространство-време и следователно не могат да бъдат открити. Ако, от друга страна, те са с неправилна форма въртящи се тела, с нехомогенности (бучки или „планини“) на повърхността, могат да се генерират гравитационни вълни. Бучката ще измести колебание в пространството и времето при всяко въртене. Това е добре, но неутронни звезди са бучки?
Е, прогнозата не е много добра. Детекторите за пулсации в пространството и времето, зададени да наблюдават гравитационните вълни, досега не са открили никакви признаци на тези бързо въртящи се неутронни звезди. Това може да означава, че технологията, която използваме, не е достатъчно чувствителна за откриване на гравитационни вълни или че неутронните звезди са естествено гладки и не могат да произвеждат гравитационни вълни на първо място.
Матиас Вигелий и Андрю Мелатос, изследователи от университета в Мелбърн в Австралия, смятат, че имат нова надежда, че някои видове неутронна звезда могат да бъдат открити, тъй като те са естествено на буца. Използвайки нова техника за компютърно моделиране, двойката вярва, че дори и малка промяна в повърхността на неутронната звезда ще доведе до откриваеми гравитационни вълни. Но как се образуват тези бучки? Често звездите се развиват като част от двоична система (т.е. две звезди, обикалящи около общия център на тежестта), ако човек умре като свръхнова, оставяйки неутронна звезда отзад, интензивното гравитационно поле ще съблече съпътстващата си звезда на газовете си. Тъй като газът се насочва към неутронната звезда, интензивното магнитно поле ще даде структурна подкрепа на входящия газ, създавайки електронно-протонна смес от прегрята плазма, разположена върху повърхността на неутронната звезда. Бучките, образувани на магнитните полюси на неутронната звезда, ще бъдат дълготрайна характеристика, която ще се мети около звездата всеки път, когато тя се върти. Вигелий и Мелатос смятат, че детектори като Лазерната интерферометрова гравитационна вълнова обсерватория (LIGO) може да могат да открият този характерен признак на неправилна форма на неутронна звезда…. на време.
Засега тези „бучки” неутронни звезди не са открити, но чрез продължително наблюдение (време на експозиция) се надява, че наземните гравитационни вълнови обсерватории в крайна сметка могат да получат сигнала.
Източник: RAS, New Scientist
