Шаблони поверхні для різних режимів кручення. Натисніть, щоб збільшити
Масовий вибух на поверхні нейтронної зірки дав астрономам можливість зазирнути всередину її поверхні, подібно до того, як геологи розуміють будову Землі під нашими ногами. Вибух стрибнув нейтронну зірку і встановив, що дзвонить, як дзвін. Потім вібрації проходили через шари різної щільності - сльозисті або тверді - змінюючи потоки рентгенівських променів. Астрономи підрахували, що вона має більш товсту кору глибиною приблизно 1,6 км (1 миля), що відповідає теоретичним оцінкам.
Американсько-німецька команда вчених з Інституту астрофізики Макса Планка та НАСА використали рентгенівський дослідник Россі НАСА для оцінки глибини кори на нейтронній зірці, найгустішому об'єкті, який відомий у Всесвіті. Кора, за їхніми словами, глибиною близько 1,6 кілометрів і настільки щільно упакована, що чайна ложка цього матеріалу важила б приблизно 10 мільйонів тонн на Землі.
Це перше подібне вимірювання вдалося в люб'язному масивному вибуху на нейтронній зірці в грудні 2004 р. Коливання вибуху виявили деталі про склад зірки. Ця методика є аналогічною сейсмології, вивченню сейсмічних хвиль від землетрусів та вибухів, які виявляють будову земної кори та внутрішніх просторів.
Нова методика сейсмології дає змогу дослідити інтер'єр нейтронної зірки, місце великої таємниці та спекуляції. Тиск і щільність тут настільки інтенсивні, що в ядрі можуть бути присутні екзотичні частинки, які, як вважається, існували лише в момент Великого вибуху.
Д-р Анна Уоттс, з Інституту астрофізики Макса Планка в Гарчінге, провела це дослідження у співпраці з доктором Тодом Строхмайером з Центру космічних польотів NASA Goddard у Грінбелті, штат Меріленд.
"Ми вважаємо, що цей вибух, найбільший у своєму роді, який колись спостерігався, насправді стрибнув зірку і буквально почав її дзвонити, як дзвін", - сказав Строгмайер. «Вібрації, створені в результаті вибуху, хоча і слабкі, дають дуже специфічні підказки про те, з чого складаються ці химерні об’єкти. Подібно до дзвону, кільце нейтронної зірки залежить від того, як хвилі проходять крізь шари різної щільності, або рідкі або тверді. "
Нейтронна зірка - це стрижневі залишки зірки, що в кілька разів більш масивні, ніж Сонце. Нейтронна зірка містить близько 1,4 сонячних мас матеріалу, утиснутого в сферу, що становить близько 20 кілометрів. Двоє вчених дослідили нейтронну зірку під назвою SGR 1806-20, яка розташована приблизно в 40 000 світлових років від Землі в сузір'ї Стрільця. Об'єкт знаходиться в підкласі високомагнітних нейтронних зірок, які називаються магнатами.
27 грудня 2004 року поверхня СГР 1806-20 пережила небачений вибух, найяскравішу подію, яку коли-небудь бачили за межами нашої Сонячної системи. Вибух, названий гіперфлекером, був спричинений раптовою зміною потужного магнітного поля зірки, що розламала земну кору, ймовірно, призвело до масового землетрусу. Подія була виявлена багатьма космічними обсерваторіями, включаючи провідник Россі, який спостерігав випромінюване рентгенівське світло.
Строхмайер і Воттс вважають, що коливання є свідченням глобальних крутінь коливань всередині кори зірки. Ці коливання аналогічні S-хвилям, що спостерігаються під час земних землетрусів, як хвиля, що рухається через мотузку. Їх дослідження, спираючись на спостереження за коливаннями цього джерела доктором Джанлука Національним інститутом астрофізики Італії, Ізраїль, виявило кілька нових частот під час гіперфлери.
Згодом Ваттс і Строхмайер підтвердили свої вимірювання за допомогою сонячного спектроскопічного вітрини НАСА Раматі з високою енергією, сонячної обсерваторії, яка також зафіксувала гіперфлекс, і знайшли перші докази високочастотного коливання в 625 Гц, що свідчить про хвилі, що обходять земну кору вертикально.
Велика кількість частот - схожа на хорду, на відміну від однієї ноти - дозволила вченим оцінити глибину нейтронної зіркової кори. Це ґрунтується на порівнянні частот хвиль, що подорожують навколо зіркової кори, та частот, що рухаються по ній радіально. Діаметр нейтронної зірки невизначений, але за підрахунками приблизно 20 кілометрів поперек кора буде глибиною близько 1,6 кілометрів. Цей показник, виходячи із спостережуваних частот, відповідає теоретичним оцінкам.
Сейсмологія Starquake має велику перспективу для визначення багатьох властивостей нейтронних зірок. Строймайер і Воттс проаналізували архівні дані Россі з димперної магнітної гіпермагнітної фабрики 1998 року (від SGR 1900 + 14) і виявили тут також великі коливання, хоча і недостатньо сильні для визначення товщини кори.
Більший вибух нейтронної зірки, виявлений у рентгенограмах, може виявити глибші таємниці, такі як природа речовини в ядрі зірки. Одна з захоплюючих можливостей полягає в тому, що ядро може містити безкоштовні кварки. Кварки - це будівельні блоки протонів і нейтронів, і в нормальних умовах завжди тісно пов'язані між собою. Пошук доказів для безкоштовних кварків допоможе зрозуміти справжню природу матерії та енергії. Лабораторії на Землі, включаючи прискорювачі масивних частинок, не можуть генерувати енергію, необхідну для виявлення вільних кварків.
"Нейтронні зірки - це чудові лабораторії для вивчення екстремальної фізики", - сказав Уоттс. "Ми хотіли б мати можливість зламати одне відкриття, але оскільки цього, мабуть, не відбудеться, спостерігати за ефектом гіперфлери магніту на нейтронну зірку, можливо, наступне найкраще".
Оригінальне джерело: Товариство Макса Планка
