მკვლევარებმა იპოვეს ახალი გზა, რათა აღმოაჩინონ სამყაროში ყველაზე კატასტროფული შერწყმის მოვლენები, სანამ ისინი მოხდება.
ნეიტრონული ვარსკვლავები, მასიური მკვდარი ვარსკვლავების უკიდურესად მკვრივი ბირთვები, რომლებიც სპირალურად მოძრაობენ ერთმანეთისკენ ან შავ ხვრელში, შეუძლიათ გამოიწვიონ მოქცევის ტალღები ნეიტრონული ვარსკვლავების გარშემო მძიმე დამუხტული ნაწილაკების ოკეანეებში. მკვლევარებმა აღმოაჩინეს, რომ ეს მოქცევის ტალღები გამოიხატება ელექტრომაგნიტური გამოსხივების რეგულარული აფეთქებით, რომელიც შეიძლება იყოს ადრეული გაფრთხილების სისტემა მოსალოდნელი შერწყმებისთვის.
ნეიტრონული ვარსკვლავები ალბათ ყველაზე ექსტრემალური ობიექტებია სამყაროში. დიახ, შავი ხვრელები შეიძლება უფრო ეგზოტიკური იყოს, მაგრამ ისინი შედარებით მარტივია - მათ უბრალოდ აქვთ დიდი გრავიტაცია. ამის საპირისპიროდ, ნეიტრონული ვარსკვლავები არსებითად გიგანტური ატომური ბირთვებია და ეს მოიცავს საინტერესო და რთულ ფიზიკას, რომელიც შავ ხვრელებს არ გააჩნიათ.
ტიპიური ნეიტრონული ვარსკვლავის დიამეტრი მხოლოდ რამდენიმე კილომეტრია, მაგრამ მას შეუძლია მზის მასაზე რამდენჯერმე იწონოს. ისინი თითქმის მთლიანად შედგება ნეიტრონებისგან (აქედან გამომდინარე სახელი), მაგრამ შეიცავს თავისუფალი ელექტრონების, პროტონების და მძიმე ბირთვების იონების პოპულაციას. ისინი იბადებიან სუპერნოვაებიდან - მომაკვდავი მასიური ვარსკვლავების აფეთქებებიდან - და ზოგიერთი მათგანი შესაძლოა შეიცავდეს უძლიერეს მაგნიტურ ველებს მთელ სამყაროში.
ნეიტრონული ვარსკვლავების ინტერიერი ყველაზე იდუმალია, რადგან წნევა და სიმკვრივე იმდენად დიდია, რომ ისინი ფიზიკის შესახებ ჩვენს ამჟამინდელ ცოდნას აღემატება. ზოგიერთი მოდელი ვარაუდობს, რომ ბირთვები უბრალოდ ნეიტრონების ერთგვაროვანი ნაკადია, ზოგი კი ვარაუდობს, რომ ნეიტრონები თავად იშლება მათ კვარკებად. შიდა ბირთვის უკან არის ნეიტრონების მყარი, გლუვი მასა, რომელიც ნელ-ნელა გარდაიქმნება უფრო რთულ ნიმუშებად, როგორიცაა ბლოკები და ძაფები, რომლებიც ერთობლივად ცნობილია როგორც ბირთვული პასტა.
ითვლება, რომ ნეიტრონული ვარსკვლავის გარე ქერქი შედგება ზესთხევადი ელექტრონებისა და ნეიტრონებისგან, რომლებიც ზედაპირთან მიახლოებისას გზას უთმობენ ბროლის გისოსებს. და ბოლოს, არის ოკეანე - თხევადი ელექტრონების, ნეიტრონების და იონების ფენა 10-დან 100 მ სიღრმეზე.
მატერიის უკიდურესად ეგზოტიკური ბუნება ამ პირობებში - ზესთხევადი ნეიტრონები, როგორც წესი, უბრალოდ არ ხდება - ნეიტრონულ ვარსკვლავებს აქცევს ექსტრემალური ფიზიკის შესწავლის მთავარ კანდიდატებს. ეს იდეა დაიხვეწა GW 170817-ის აღმოჩენის შემდეგ, გრავიტაციული ტალღის სიგნალი, რომელიც აღმოჩენილია ორი შერწყმული ნეიტრონული ვარსკვლავის ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებასთან ერთად. ერთობლივი აღმოჩენა, რომელსაც მრავალ მესინჯერის ასტრონომია უწოდეს, ფიზიკოსებს საშუალებას აძლევს გამოიკვლიონ ნეიტრონული ვარსკვლავების ბირთვები, როგორც არასდროს.
მაგრამ მას შემდეგ, რაც გრავიტაციული ტალღები პირველად აღმოაჩინეს 2017 წელს, ჩვენ არ გვინახავს სხვა ნეიტრონული ვარსკვლავების შერწყმის მოვლენები, რაც გულდასაწყვეტია, რადგან ნეიტრონული ვარსკვლავები ბუნების ერთ-ერთი საუკეთესო ლაბორატორიაა მაღალი ენერგიის ფიზიკის შესამოწმებლად.
მაგრამ ახლა ნეიტრონული ვარსკვლავების ეგზოტიკურ ქცევაზე დაკვირვების ახალი მეთოდი შეიძლება ნიშნავდეს, რომ დიდხანს აღარ მოგვიწევს ლოდინი. ახალი ნაშრომი, რომელიც მაისში გამოქვეყნდა წინასწარი ბეჭდვის მონაცემთა ბაზაში arXiv, ფოკუსირებულია ნეიტრონული ვარსკვლავების ოკეანეებზე, რომლებიც, გარდა თავისუფალი ელექტრონებისა და ნეიტრონებისა, ასევე შეიძლება შეიცავდეს ნახშირბადს, ჟანგბადს და რკინას. მიუხედავად იმისა, რომ ოკეანეები შედარებით ზედაპირულია ნეიტრონული ვარსკვლავის მთელ სიღრმესთან შედარებით, ისინი წარმოადგენენ გარე ფენას (არ ჩავთვლით წარმოუდგენლად თხელი „ატმოსფეროს“) და ნეიტრონული ვარსკვლავის ნაწილს, რომელიც ყველაზე ადვილად რეაგირებს გარე სამყაროზე.
კერძოდ, მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ ამ არაღრმა ოკეანეებს შეუძლიათ მოქცევა, როგორც ოკეანეები დედამიწაზე. მაგრამ ნეიტრონულ ვარსკვლავზე მოქცევის ასამაღლებლად საჭიროა გაცილებით მეტი გრავიტაციული ძალა მთელი ამ უკიდურესი გრავიტაციის დასაძლევად. ნეიტრონულ ვარსკვლავებში მოქცევა ჩნდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც ნეიტრონული ვარსკვლავი საკმარისად ახლოს არის მასიურ, მკვრივ ობიექტთან, როგორიცაა სხვა ნეიტრონული ვარსკვლავი ან შავი ხვრელი.
საბედნიეროდ, ასეთი ორობითი რიცხვები შედარებით ხშირია, რადგან ვარსკვლავები, როგორც წესი, ყალიბდებიან მრავალ სისტემაში და შემდეგ გადიან მათ სასიცოცხლო ციკლებს, საბოლოოდ კი უკან ტოვებენ შავი ხვრელებისა და ნეიტრონული ვარსკვლავების კომბინაციებს.
როდესაც ნეიტრონული ვარსკვლავი იწყებს შერწყმას სხვა ნეიტრონულ ვარსკვლავთან ან შავ ხვრელთან, ობიექტები ნელ-ნელა მოძრაობენ ერთად რამდენიმე წლის განმავლობაში. როდესაც ისინი ბრუნავენ, გრავიტაციული ტალღები იღებენ ენერგიას სისტემიდან, რითაც წყვილს უფრო ახლოს მიიყვანს. ბოლოს და ბოლოს, ბოლო მომენტებში, შერწყმა სრულდება რამდენიმე წამში.
მაგრამ სანამ ეს მოხდება, ორბიტაზე მოძრავ თანამგზავრს შეუძლია ნეიტრონულ ვარსკვლავზე რეზონანსული ტალღების სერია გამოიწვიოს. ამ ტალღებს შეუძლია შეინარჩუნოს სიხშირე 100 მეგაჰერცამდე და გადაიტანოს 10^29 ჯოულამდე ენერგია. იმის გასაგებად, თუ რამდენად დიდია ეს რიცხვი, მთელი კაცობრიობა ყოველწლიურად იყენებს მხოლოდ 10^20 ჯოულს. ერთი ნეიტრონული ვარსკვლავის რეზონანსულ ტალღას უფრო მეტი ენერგია აქვს, ვიდრე მზის ყველა გამოსხივება 10 ათასი წლის განმავლობაში.
ოკეანის ტალღებისგან განსხვავებით, ეს ტალღები შედგება პლაზმური ოკეანესაგან. უკიდურესი ელექტრული მუხტი ნიშნავს, რომ მოქცევას შეუძლია ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ინტენსიური აფეთქებები გამოუშვას, რაც ჩვენთვის რენტგენისა და გამა-სხივების აფეთქების სახით გვეჩვენება.
მათ გამოთვლებზე დაყრდნობით, მკვლევარებმა შეაფასეს, რომ კოსმოსური ობსერვატორიები, როგორიცაა ფერმის კოსმოსური გამა-გამოსხივების ტელესკოპი და ბირთვული სპექტროსკოპიული ტელესკოპის მასივი (NuSTAR) ყოველწლიურად რამდენიმე ნეიტრონული ვარსკვლავის აღმოჩენას შეძლებდნენ და ეს სიგნალები ფინალამდე რამდენიმე წლით ადრე გამოჩნდებოდა. შერწყმა.
ამ გაფრთხილებით, ასტრონომებს შეუძლიათ მოამზადონ თავიანთი ტელესკოპები და ობსერვატორიები, რათა მზად იყვნენ თავად შერწყმის მომენტის დასაჭერად და კიდევ უფრო ღირებული ელექტრომაგნიტური და გრავიტაციული ტალღების მონაცემებში.
თქვენ შეგიძლიათ დაეხმაროთ უკრაინას რუსი დამპყრობლების წინააღმდეგ ბრძოლაში. ამის საუკეთესო გზაა უკრაინის შეიარაღებული ძალებისთვის თანხების შემოწირულობა Savelife ან ოფიციალური გვერდის საშუალებით NBU.
გამოიწერეთ ჩვენი გვერდები Twitter რომ Facebook.
ასევე წაიკითხეთ: