Нове моделювання нейтронних зірок дозволяє припустити, що вони можуть бути не такими гладкими, як прогнозували. Це коливання може породжувати гравітаційні хвилі, поширюючись у космос, і їх можна буде виявити тут, на Землі ...
Нейтронні зірки - це залишки масивних зірок після того, як вони вибухнули як наднові. Щільне ядро залишається позаду, швидко крутиться і складається лише з нейтронів. Вони мають величезні гравітаційні поля і вважали, що мають стільки ж маси, як і наше Сонце, але розміром всього 20 кілометрів. Оскільки вони зберігають кутовий імпульс свого попередника з масивного сонця, оскільки вони такі маленькі, вони, як очікується, крутяться сотні разів за секунду.
Але як можна виявити ці дивні предмети? Ну, для одного, їх можна побачити як випромінюючі пульсари (або, можливо, "магніти"), що миготять промінь випромінювання повз Землю, коли вони крутяться як маяк, пучки фотонів високої енергії, випромінювані з полюсів нейтронної зірки. Але як щодо впливу, який вони мають на простір-час? Чи можуть ці масивні тіла створювати гравітаційні хвилі? (Примітка. Гравітаційна хвиля - це зовсім інша істота від атмосферної "гравітаційної хвилі".)
Щоб сфотографувати сцену: Уявіть, що крутите ідеально кулясту кульку у басейні. Якщо м'яч ідеально нерухомий (не бовтається вгору і вниз і не дрейфує), а лише крутиться на своїй осі, то пульсацій у басейні не буде видно. Тому будь-який прилад, що вимірює пульсації в басейні, не виявить наявність прядильної кулі. Тепер обертайте предмет, не сферичний (як м'яч для регбі чи американський футбол) у басейні. Коли цей об'єкт крутиться, нерівності на поверхні (тобто загострені кінці) будуть створювати хвилю при кожному оберті неправильного предмета. Пульсаційний інструмент виявить наявність кулі в басейні.
Це питання, з яким стикаються вчені, які намагаються виявити гравітаційні хвилі від нейтронних зірок. Якщо вони є гладкими предметами (можливо сферичними або трохи сплющеними через віджимання), вони не можуть створювати брижі в просторі-часі і тому їх не можна виявити. Якщо, з іншого боку, це прядильні тіла неправильної форми, з неоднорідностями (грудочками або «горами») на поверхні, можуть виникати гравітаційні хвилі. Команда змістить коливання простору-часу при кожному обертанні. Це добре, але чи є кускові нейтронні зірки?
Ну, прогноз не дуже хороший. Детектори «пульсації» простору та часу, створені для спостереження гравітаційних хвиль, досі не виявили жодних ознак цих швидко обертових нейтронних зірок. Це може означати, що технологія, яку ми використовуємо, недостатньо чутлива для виявлення гравітаційних хвиль, або що нейтронні зорі є природними гладкими і не можуть в першу чергу створювати гравітаційні хвилі.
Маттіас Вігеліус та Ендрю Мелатос, дослідники Мельбурнського університету в Австралії, думають, що вони мають нову надію на те, що деякі види нейтронних зірок можуть бути виявлені, оскільки вони природними грудочками. Використовуючи нову техніку комп'ютерного моделювання, пара вважає, що навіть невелика різниця поверхні нейтронної зірки призведе до виявлення гравітаційних хвиль. Але як утворюються ці грудочки? Часто зірки еволюціонують як частина бінарної системи (тобто дві зірки, що обертаються навколо спільного центру ваги), якщо одна людина загине як наднова, залишивши позаду нейтронну зірку, інтенсивне гравітаційне поле позбавить зірку супутника її газів. Коли газ перекидається в нейтронну зірку, інтенсивне магнітне поле надасть структурну підтримку вхідному газу, створюючи електронно-протонну суміш перегрітої плазми, що сидить на поверхні нейтронної зірки. Грудочки, що утворюються на магнітних полюсах нейтронної зірки, будуть довгоживою, коли вони обертаються навколо зірки кожного разу, коли вона обертається. Вігелій та Мелатос вважають, що такі детектори, як Лазерний інтерферометр гравітаційно-хвильової обсерваторії (LIGO), можуть виявити цю характерну ознаку нейтронної зірки неправильної форми…. вчасно.
Поки ці «кускоподібні» нейтронні зірки не були виявлені, але завдяки постійному спостереженню (час опромінення) можна сподіватися, що спостереження за гравітаційними хвилями на Землі з часом можуть отримати сигнал.
Джерело: RAS, New Scientist
