Истражувачите пронајдоа нов начин за откривање на некои од најкатастрофалните настани од спојување во универзумот пред да се случат.
Неутронските ѕвезди, екстремно густите јадра на масивни мртви ѕвезди кои спирално се движат една кон друга или во црна дупка, можат да подигнат плимни бранови во океаните од тешки наелектризирани честички кои ги опкружуваат неутронските ѕвезди. Истражувачите открија дека овие плимни бранови се манифестираат со редовни изливи на електромагнетно зрачење кои можат да послужат како систем за рано предупредување за претстојните спојувања.
Неутронските ѕвезди се веројатно најекстремните објекти во универзумот. Да, црните дупки можеби се поегзотични, но тие се релативно едноставни - тие едноставно имаат голема гравитација. Спротивно на тоа, неутронските ѕвезди се во суштина џиновски атомски јадра, а тоа вклучува интересна и сложена физика која црните дупки ја немаат.
Типична неутронска ѕвезда има дијаметар од само неколку километри, но може да тежи неколку пати поголема од масата на Сонцето. Тие се состојат речиси целосно од неутрони (оттука и името), но содржат популации на слободни електрони, протони и јони на тешки јадра. Тие се родени од супернови - експлозии на масивни ѕвезди што изумираат - а некои од нив можеби ги содржат најсилните магнетни полиња во целиот универзум.
Внатрешноста на неутронските ѕвезди е најмистериозна бидејќи притисокот и густината се толку големи што се надвор од нашето сегашно знаење за физиката. Некои модели сугерираат дека јадрата се едноставно униформа прилив на неутрони, додека други сугерираат дека самите неутрони се распаѓаат во нивните кваркови. Зад внатрешното јадро се наоѓа тврда, мазна маса на неутрони која полека се трансформира во посложени обрасци, како што се блокови и нишки, познати заедно како нуклеарна паста.
Се верува дека надворешната кора на неутронската ѕвезда се состои од суперфлуидни електрони и неутрони кои отстапуваат место на кристалната решетка додека се приближува до површината. Конечно, тука е океанот - слој од течни електрони, неутрони и јони на длабочина од 10 до 100 m.
Екстремно егзотичната природа на материјата под овие услови - суперфлуидните неутрони обично не се случуваат само - ги прави неутронските ѕвезди главни кандидати за проучување на екстремната физика. Оваа идеја беше рафинирана по откривањето на GW 170817, сигнал за гравитациски бран откриен заедно со електромагнетната емисија на две споени неутронски ѕвезди. Заедничката детекција, наречена астрономија со повеќе гласници, им овозможува на физичарите да ги истражуваат јадрата на неутронските ѕвезди како никогаш досега.
Но, бидејќи гравитационите бранови за прв пат беа откриени во 2017 година, не видовме други настани од спојување на неутронски ѕвезди, што е разочарувачки бидејќи неутронските ѕвезди се една од најдобрите природни лаборатории за тестирање на физика со висока енергија.
Но, сега новиот метод за набљудување на егзотичното однесување на неутронските ѕвезди може да значи дека нема да треба да чекаме уште многу. Новиот труд, објавен во мај во базата на податоци за претходно печатење arXiv, се фокусира на океаните на неутронските ѕвезди, кои, покрај слободните електрони и неутрони, можат да содржат и јаглерод, кислород и железо. Иако океаните се релативно плитки во споредба со целата длабочина на неутронската ѕвезда, тие се надворешниот слој (не сметајќи ја неверојатно тенката „атмосфера“) и делот од неутронската ѕвезда што најлесно реагира на надворешниот универзум.
Конкретно, истражувачите открија дека овие плитки океани можат да ги поддржат плимата и осеката како океаните на Земјата. Но, за да се подигне плимата на неутронската ѕвезда е потребно многу повеќе гравитациско влечење за да се надмине целата таа екстремна гравитација. Плимите во неутронските ѕвезди се појавуваат само кога неутронската ѕвезда е доволно блиску до масивен, густ објект, како што е друга неутронска ѕвезда или црна дупка.
За среќа, таквите бинарни датотеки се релативно чести, бидејќи ѕвездите обично се формираат во повеќе системи и потоа минуваат низ нивниот животен циклус, оставајќи зад себе комбинации од црни дупки и неутронски ѕвезди.
Кога една неутронска ѕвезда почнува да се спојува со друга неутронска ѕвезда или црна дупка, предметите полека се спирала заедно во текот на неколку години. Како што се ротираат, гравитационите бранови земаат енергија од системот, повлекувајќи го парот поблиску. Впрочем, во последните моменти, спојувањето е завршено за неколку секунди.
Но, пред тоа да се случи, сателитот што орбитира може да предизвика серија резонантни плими на неутронската ѕвезда. Овие плими можат да одржуваат фреквенција до 100 мегахерци и да носат до неверојатни 10^29 џули енергија. За да ви даде идеја колку е голема таа бројка, целата човечка раса користи само 10^20 џули секоја година. Резонантниот бран на една неутронска ѕвезда има повеќе енергија од целото зрачење на Сонцето за 10 илјади години.
За разлика од океанските бранови, овие плими се состојат од океан од плазма. Екстремните електрични полнежи значат дека плимата и осеката може да испуштаат интензивни изливи на електромагнетно зрачење што може да ни изгледаат како рафали на Х-зраци и гама-зраци.
Врз основа на нивните пресметки, истражувачите процениле дека вселенските опсерватории како што се вселенскиот телескоп гама-зраци Ферми и нуклеарната спектроскопска телескопска низа (NuSTAR) може да детектираат неколку неутронски ѕвезди секоја година, и дека овие сигнали ќе се појавуваат и до неколку години пред конечниот спојување.
Со ова предупредување, астрономите можат да ги подготват своите телескопи и опсерватории за да бидат подготвени да го фатат моментот на самото спојување и да истражуваат во уште повредни податоци за електромагнетните и гравитационите бранови.
Можете да и помогнете на Украина да се бори против руските напаѓачи. Најдобар начин да го направите ова е да донирате средства за вооружените сили на Украина преку Савелифе или преку официјалната страница Bвезди.
Претплатете се на нашите страници во Twitter тоа Facebook.
Прочитајте исто така: