Ние не разбираме неутронни звезди. О, ние знаем, че те сте - те са остатъците от едни от най-масовите звезди във Вселената, но разкриването на вътрешната им работа е малко сложно, защото физиката, която ги поддържа живи, е слабо разбрана.
Но от време на време две неутронни звезди се разбиват заедно, а когато го правят, те са склонни да се взривят, извивайки своите квантови вътрешности из цялото пространство. В зависимост от вътрешната структура и състава на неутронните звезди, „изтласкването“ (учтивият научен термин за астрономическото изстрелване на снаряди) ще изглежда по различен начин за нас обвързаните със Земята наблюдатели, като ни дава груб, но потенциално мощен начин да разберем тези екзотични създания.
Nutgat Star Nougat
Както може би сте се досетили, неутронните звезди са изградени от неутрони. Е, най-вече. Те също имат някои протони, плуващи вътре в тях, което е важно за по-късно, така че се надявам да си спомняте това.
Нейтронните звезди са остатъчните ядра на някои наистина големи звезди. Когато тези гигантски звезди са в края на живота си, те започват да сливат по-леки елементи в желязо и никел. Гравитационното тегло на останалата звезда продължава да разбива заедно тези атоми, но тези реакции на синтез вече не произвеждат излишна енергия, което означава, че нищо не пречи на звездата да продължи катастрофално да се срине върху себе си.
В ядрото наляганията и плътностите стават толкова екстремни, че случайни електрони се вкарват вътре в протоните, превръщайки ги в неутрони. След като този процес завърши (което отнема по-малко от десетина минути), тази гигантска топка неутрони най-накрая има възможност да устои на по-нататъшен срив. Останалата част от звездата отскача от новоизграденото ядро и се взривява в красива експлозия на свръхнова, оставяйки след себе си сърцевината: неутронната звезда.
Спирала на съдбата
Както казах, неутронните звезди са гигантски топки неутрони, с тонове материал (струващ няколко слънце!), Натъпкани в обем, не по-голям от град. Както можете да си представите, интериорът на тези екзотични създания е странен, загадъчен и сложен.
Струпват ли се неутроните в слоеве и образуват ли малко структури? Дълбокият интериор дебела супа от неутрони, които стават все по-непознати и непознати, толкова по-дълбоко ще отидете? Това отстъпва ли на още по-странните неща? Какво ще кажете за природата на кората - най-външния слой от натъпкани електрони?
Има много въпроси без отговор, когато става въпрос за неутронни звезди. Но за щастие, природата ни даде начин да надникнем вътре в тях.
Незначителен недостатък: трябва да изчакаме да се сблъскат две неутронни звезди, преди да получим възможност да видим от какво са направени. Спомняте ли си GW170817? Всъщност го правите - това беше голямото откритие на гравитационните вълни, произтичащи от две сблъскващи се неутронни звезди, заедно с множество наблюдения за наблюдение на телескоп с бърз огън в електромагнитния спектър.
Всички тези едновременни наблюдения ни дадоха най-пълната картина досега на т.нар kilonovasили мощни изблици на енергия и радиация от тези екстремни събития. Конкретният епизод на GW170817 беше единственият, хващан някога с гравитационни детектори на вълни, но със сигурност не единственият, който се случва във Вселената.
Нейтронна надежда
Когато неутронните звезди се сблъскат, нещата се забъркват наистина бързо. Това, което прави нещата особено разхвърлени, е малката популация на протони, дебнещи вътре в най-вече неутронната неутронна звезда. Поради своя положителен заряд и свръхбъргото въртене на самата звезда, те са в състояние да създават невероятно силно магнитно поле (в някои случаи най-мощните магнитни полета в цялата Вселена) и тези магнитни полета играят някои нечестиви игри.
Вследствие на сблъсък с неутронна звезда, разкъсаните останки от мъртвите звезди продължават да се въртят една около друга в бърза орбита, като някои от техните вътрешности се разширяват в титанична взривна вълна, подхранвана от енергията на катастрофата.
Оставащият въртящ се материал бързо образува диск, като този диск е резбован от силни магнитни полета. И когато силните магнитни полета се окажат вътре в бързо въртящи се дискове, те започват да се сгъват върху себе си и да се усилват, ставайки още по-силни. Чрез процес, който не е напълно разбран (тъй като физиката, подобно на сценария, става малко разхвърлян), тези магнитни полета се навиват близо до центъра на диска и материала на фунията навън и далеч от системата: струя.
Самолетите, по един на всеки полюс, се взривяват навън, носейки радиация и частици далеч от космическата автомобилна катастрофа. В неотдавнашен изследователски материал изследваше формирането и живота на самолета, като внимателно разгледа колко време отнема да се формира струя след първоначалния сблъсък. Оказва се, че детайлите на механизма за изстрелване на реактивите зависят от вътрешното съдържание на оригиналните неутронни звезди: ако промените структурата на неутронните звезди, получавате разлики от сблъсъци и различни подписи в свойствата на струите.
С по-ужасни наблюдения на килонови може би все още можем да различим някои от тези модели и да научим какво прави неутронните звезди наистина да цъкат.
Прочетете още: „Jet-cocoon отливи от сливания на неутронни звезди: структура, светлинни криви и фундаментална физика“
