Ne razumijemo neutronske zvijezde. Oh, znamo da oni su - oni su ostaci nekih od najmasivnijih zvijezda u svemiru, ali otkrivanje njihovog unutarnjeg djelovanja pomalo je škakljivo, jer je fizika koja ih održava živim tek slabo razumljiva.
No, s vremena na vrijeme, dvije neutronske zvijezde razbijaju se zajedno, a kada to učine, imaju tendenciju da eksplodiraju, izvodeći svoja kvantna crijeva po cijelom svemiru. Ovisno o unutarnjoj strukturi i sastavu neutronskih zvijezda, "izbacivanje" (pristojni znanstveni termin za astronomski projektil povraćati) izgledat će drugačije od nas promatrača vezanih za Zemlju, dajući nam težak, ali potencijalno moćan način za razumijevanje tih egzotičnih stvorenja.
Neutron Star Nougat
Kao što ste mogli pretpostaviti, neutronske zvijezde su načinjene od neutrona. Pa, uglavnom. Imaju i protone koji plivaju unutra, što je važno za kasnije, pa se nadam da se toga sjećate.
Neutronske zvijezde su ostaci nekih stvarno velikih zvijezda. Kad se te divovske zvijezde bliže kraju svog života, počinju topiti svjetlije elemente u željezo i nikl. Gravitaciona težina ostatka zvijezde i dalje razbija te atome zajedno, ali te fuzijske reakcije više ne proizvode suvišnu energiju, što znači da ništa ne sprečava da se zvijezda nastavi katastrofalno urušavati u sebe.
U jezgri, pritisci i gustoće postaju toliko ekstremni da se nasumični elektroni ubacuju u protone, pretvarajući ih u neutrone. Kad se ovaj proces dovrši (koji traje manje od desetak minuta), ova divovska kugla neutrona napokon ima mogućnost da se odupre daljnjem kolapsu. Ostatak zvijezde odskače od ove novo kovane jezgre i raznese se u prekrasnoj eksploziji supernove, ostavljajući iza jezgre: neutronsku zvijezdu.
Spirala sudbine
Kao što sam rekao, neutronske zvijezde su divovske kugle neutrona, a tona materijala (nekoliko sunčevih vrijednih!) Skučena je u volumen ne veći od grada. Kao što možete zamisliti, interijeri ovih egzotičnih stvorenja su čudni, tajanstveni i složeni.
Sakupljaju li se neutroni u slojeve i formiraju li male strukture? Je li duboki interijer gusta juha neutrona koji samo postaju tuđi i čudniji što dublje idete? Da li to ustupa mjesta još čudnijim stvarima? Što je s prirodom kore - najudaljenijim slojem nabijenih elektrona?
Puno je neodgovorenih pitanja kada je riječ o neutronskim zvijezdama. Ali srećom, priroda nam je omogućila zaviriti u njih.
Manji nedostatak: moramo pričekati da se dvije neutronske zvijezde sudaraju prije nego što dobijemo priliku da vidimo od čega su napravljene. Sjećate li se GW170817? Zapravo je to veliko otkriće gravitacijskih valova koje proizlaze iz dviju neutronskih zvijezda koje se sudaraju, zajedno s mnoštvom praćenja teleskopa brzog vatre kroz elektromagnetski spektar.
Sva ta istodobna promatranja dala su nam najcjelovitiju sliku dosadašnjih tzv kilonovasili snažne izljeve energije i zračenja iz ovih ekstremnih događaja. Konkretna epizoda GW170817 bila je jedina koja je ikada uhvaćena s gravitacijskim detektorima valova, ali sigurno nije jedina koja se dogodila u svemiru.
Neutronska nada
Kad se neutronske zvijezde sudaraju, stvari stvarno postaju neuredne. Ono što stvari čini posebno neurednima je mala populacija protona koji vrebaju unutar uglavnom neutronske neutronske zvijezde. Zbog svog pozitivnog naboja i prebrze rotacije same zvijezde, oni mogu stvoriti nevjerojatno snažno magnetsko polje (u nekim slučajevima najmoćnija magnetska polja u cijelom svemiru) i ta magnetska polja igraju neke opake igre.
Nakon sudara neutronske zvijezde, rastrgani ostaci mrtvih zvijezda i dalje se vrte jedni drugima u brzoj orbiti, pri čemu se neki njihovi udubljenja šire u titanskom eksplozivnom valu, potaknutom energijom pada.
Preostali vrtložni materijal brzo formira disk, s tim diskom namotanim jakim magnetskim poljem. A kad se snažna magnetska polja nađu unutar brzo rotirajućih diskova, počinju se savijati na sebi i pojačavati postajući još jačim. Kroz postupak koji nije u potpunosti razumljiv (jer fizika, poput scenarija, postaje malo neuredna) ta se magnetska polja namotavaju blizu središta diska i materijala iz lijevka, potpuno izvan sustava: mlaz.
Mlaznice, po jedan na svakom polugu, eksplodiraju prema van, noseći zračenje i čestice daleko od kozmičke automobilske nesreće. U nedavnom je radu istraživao nastanak i životni vijek mlaza, posebno pažljivo gledajući koliko vremena treba da se mlaz formira nakon početnog sudara. Ispada da detalji mehanizma za pokretanje mlaznice ovise o unutarnjem sadržaju izvornih neutronskih zvijezda: ako promijenite način strukturiranja neutronskih zvijezda, dobit ćete razlike u pričanju sudara i različite potpise u svojstvima mlazeva.
Uz još groznija promatranja kilonova, možda bismo još mogli razaznati neke od tih modela i saznati što neutronske zvijezde zaista krpe.
Pročitajte više: "Jet-cocoon odljevi iz spajanja neutronskih zvijezda: struktura, svjetlosne krivulje i osnovna fizika"
