Araştırmacılar, evrendeki en feci birleşme olaylarından bazılarını gerçekleşmeden önce tespit etmenin yeni bir yolunu buldular.
Birbirlerine ya da bir kara deliğe sarmal halinde dönen devasa ölü yıldızların aşırı yoğun çekirdekleri olan nötron yıldızları, nötron yıldızlarını çevreleyen ağır yüklü parçacıkların okyanuslarında gelgit dalgalarını yükseltebilir. Araştırmacılar, bu gelgit dalgalarının, yaklaşan birleşmeler için erken uyarı sistemi olarak hizmet edebilecek düzenli elektromanyetik radyasyon patlamaları ile kendini gösterdiğini keşfettiler.
Nötron yıldızları muhtemelen evrendeki en uç nesnelerdir. Evet, kara delikler daha egzotik olabilir, ancak nispeten basittirler - sadece çok fazla yerçekimi vardır. Buna karşılık, nötron yıldızları esasen dev atom çekirdekleridir ve bu, kara deliklerin sahip olmadığı ilginç ve karmaşık fiziği içerir.
Tipik bir nötron yıldızı sadece birkaç kilometrelik bir çapa sahiptir, ancak Güneş'in kütlesinin birkaç katı ağırlığa sahip olabilir. Neredeyse tamamen nötronlardan (bu nedenle adı) oluşurlar, ancak serbest elektronlar, protonlar ve ağır çekirdek iyonları içerirler. Ölmekte olan devasa yıldızların patlamaları olan süpernovalardan doğarlar ve bazıları tüm evrendeki en güçlü manyetik alanları içerebilir.
Nötron yıldızlarının içi en gizemli olanıdır çünkü basınç ve yoğunluk o kadar büyüktür ki, şu anki fizik bilgimizin ötesindedirler. Bazı modeller, çekirdeklerin basitçe tek tip bir nötron akışı olduğunu öne sürerken, diğerleri nötronların kendilerinin bozunarak kuarklarına dönüştüğünü öne sürer. İç çekirdeğin arkasında, topluca nükleer macun olarak bilinen bloklar ve iplikler gibi yavaş yavaş daha karmaşık desenlere dönüşen sert, pürüzsüz bir nötron kütlesi bulunur.
Bir nötron yıldızının dış kabuğunun, yüzeye yaklaştıkça bir kristal kafese yol açan süperakışkan elektronlardan ve nötronlardan oluştuğuna inanılmaktadır. Son olarak, okyanus var - 10 ila 100 m derinlikte bir sıvı elektron, nötron ve iyon tabakası.
Bu koşullar altında maddenin son derece egzotik doğası - süperakışkan nötronlar genellikle kendiliğinden oluşmaz - nötron yıldızlarını aşırı fizik çalışmaları için başlıca adaylar yapar. Bu fikir, birleşen iki nötron yıldızının elektromanyetik emisyonu ile birlikte tespit edilen bir kütleçekimsel dalga sinyali olan GW 170817'nin keşfinden sonra rafine edildi. Çoklu haberci astronomisi olarak adlandırılan ortak algılama, fizikçilerin daha önce hiç olmadığı gibi nötron yıldızlarının çekirdeklerini araştırmasına olanak tanır.
Ancak yerçekimi dalgaları ilk kez 2017'de tespit edildiğinden, başka herhangi bir nötron yıldızı birleşme olayı görmedik, bu da hayal kırıklığı yaratıyor çünkü nötron yıldızları, yüksek enerjili fiziği test etmek için doğanın en iyi laboratuvarlarından biri.
Ancak şimdi, nötron yıldızlarının egzotik davranışlarını gözlemlemek için yeni bir yöntem, daha fazla beklememiz gerekmeyeceği anlamına gelebilir. Mayıs ayında ön baskı veritabanı arXiv'de yayınlanan yeni makale, serbest elektron ve nötronların yanı sıra karbon, oksijen ve demir de içerebilen nötron yıldızlarının okyanuslarına odaklanıyor. Okyanuslar, nötron yıldızının tüm derinliğine kıyasla nispeten sığ olsa da, bunlar dış katmandır (inanılmaz derecede ince olan "atmosfer" sayılmaz) ve nötron yıldızının dış evrene en kolay tepki veren kısmıdır.
Araştırmacılar, özellikle, bu sığ okyanusların, Dünya'daki okyanuslar gibi gelgitleri destekleyebileceğini buldular. Ancak bir nötron yıldızı üzerindeki gelgiti yükseltmek, tüm bu aşırı yerçekiminin üstesinden gelmek için çok daha fazla yerçekimi kuvveti gerektirir. Nötron yıldızlarındaki gelgitler, yalnızca nötron yıldızı, başka bir nötron yıldızı veya bir kara delik gibi büyük, yoğun bir nesneye yeterince yakın olduğunda ortaya çıkar.
Neyse ki, bu tür ikili dosyalar nispeten yaygındır, çünkü yıldızlar tipik olarak birden fazla sistemde oluşur ve daha sonra yaşam döngülerinden geçerek sonunda kara delikler ve nötron yıldızlarının kombinasyonlarını geride bırakır.
Bir nötron yıldızı, başka bir nötron yıldızı veya kara delik ile birleşmeye başladığında, nesneler birkaç yıl içinde yavaş yavaş birlikte sarmal oluştururlar. Döndükçe, yerçekimi dalgaları sistemden enerji alarak çifti daha yakına çeker. Sonuçta, son anlarda birleşme birkaç saniye içinde tamamlanır.
Ancak bundan önce, yörüngedeki uydu, nötron yıldızı üzerinde bir dizi rezonans gelgitini tetikleyebilir. Bu gelgitler 100 megahertz'e kadar bir frekansı koruyabilir ve 10^29 joule kadar büyük bir enerji taşıyabilir. Size bu sayının ne kadar büyük olduğu hakkında bir fikir vermek için, tüm insan ırkı her yıl sadece 10^20 joule kullanır. Tek bir nötron yıldızının rezonans dalgası, 10 bin yıl boyunca Güneş'in tüm radyasyonundan daha fazla enerjiye sahiptir.
Okyanus dalgalarının aksine, bu gelgitler bir plazma okyanusundan oluşur. Aşırı elektrik yükleri, gelgitlerin bize X-ışını ve gama-ışını patlamaları olarak görünebilen yoğun elektromanyetik radyasyon patlamaları yayabileceği anlamına gelir.
Araştırmacılar, hesaplamalarına dayanarak, Fermi Uzay Gama Işını Teleskobu ve Nükleer Spektroskopik Teleskop Dizisi (NuSTAR) gibi uzay gözlemevlerinin her yıl birkaç nötron yıldızını algılayabildiğini ve bu sinyallerin son yıldızdan birkaç yıl öncesine kadar görüneceğini tahmin ettiler. birleşme.
Bu uyarı ile gökbilimciler, teleskoplarını ve gözlemevlerini birleşme anını yakalamaya ve daha da değerli elektromanyetik ve yerçekimi dalga verilerini araştırmaya hazır olacak şekilde hazırlayabilirler.
Ukrayna'nın Rus işgalcilerine karşı savaşmasına yardım edebilirsiniz. Bunu yapmanın en iyi yolu, Ukrayna Silahlı Kuvvetlerine bağış yapmaktır. Hayat kurtarmak veya resmi sayfa aracılığıyla NBU.
içindeki sayfalarımıza abone olun Twitter ve Facebook.
Ayrıca okuyun: