Uusi neutronitähtien simulointi viittaa siihen, että ne eivät ehkä ole yhtä sujuvia kuin ennustettiin. Tämä heilahtelu voi tuottaa painovoima-aaltoja, jotka leviävät kosmokseen, ja ne voidaan havaita täällä maan päällä.
Neutronitähdet ovat massiivisten tähtien jäännöksiä sen jälkeen, kun ne ovat räjähtäneet supernoovina. Tiheä ydin jää taaksepäin, pyörii nopeasti ja koostuu vain neutroneista. Heillä on valtavat painovoimakentät ja heidän uskotaan olevan yhtä paljon massaa kuin aurinkomme, mutta mittaavan vain 20 kilometrin poikki. Kun he säilyttävät massiivisen aurinko-edeltäjänsä kulmavirran, koska ne ovat niin pieniä, niiden odotetaan pyörivän satoja kertoja sekunnissa.
Mutta miten nämä omituiset esineet voidaan havaita? No, ensinnäkin, niitä voidaan pitää voimakkaasti säteilevinä pulsareina (tai mahdollisesti “magnetaareina”), jotka vilkkuvat säteilypalkkia maan päältä, kun ne pyörittävät kuin majakka, ja ne sisältävät neutronitähden napoista säteileviä korkean energian fotoneja. Entä miten heillä on vaikutus avaruus-aikaan? Voivatko nämä massiiviset elimet luoda painovoima-aaltoja? (Huomaa: Painovoima-aalto on täysin erilainen olento kuin ilmakehän "painovoima-aalto".)
Kuvaus kohtauksesta: Kuvittele pyörittävän täydellisesti pallomaista palloa uima-altaalla. Jos pallo on täysin paikallaan (ei roikkuu ylös ja alas ja ei ajaudu), pyörii vain akselillaan, uima-altaassa ei näy rypistymiä. Siksi mikään instrumentti, joka mittaa väreilyä uima-altaassa, ei havaitse kehruupallon esiintymistä. Pyöritä nyt uima-altaassa olevaa pallomaista esinettä (kuten rugby-pallo tai amerikkalainen jalkapallo). Kun tämä esine pyörii, epätasaisuudet pinnalla (ts. Terävät päät) tuottavat aallon jokaisessa epäsäännöllisen kohteen kierrossa. Aaltoilulaite havaitsee pallon olemassaolon uima-altaassa.
Tämä on ongelma, jonka tutkijat yrittävät havaita painovoima-aaltojen neutronitähteistä. Jos ne ovat sileitä esineitä (mahdollisesti pallomaisia tai lievästi linkoutuneita spinistä johtuen), ne eivät voi tuottaa väreilyä avaruusajassa eikä niitä siksi voida havaita. Jos toisaalta ne ovat epäsäännöllisen muotoisia kehruukappaleita, joiden pinnalla on epähomogeenisuuksia (kohoumia tai ”vuoria”), voi syntyä painovoima-aaltoja. Yhtye pyyhkii avaruus-ajan vaihtelua jokaisesta kierrosta. Tämä on hienoa, mutta ovatko neutronitähdet palavia?
No, näkymät eivät ole kovin hyviä. Paikkavoima-aaltojen tarkkailemiseksi asetetut avaruus-ajan “aaltoilmaisindetektorit” eivät ole toistaiseksi havainneet mitään merkkejä näistä nopeasti pyörivistä neutronitähdistä. Tämä voi joko tarkoittaa, että käyttämämme tekniikka ei ole tarpeeksi herkkä havaitsemaan gravitaatioaaltoja tai että neutronitähdet ovat luonnollisesti sileitä eivätkä pysty tuottamaan gravitaatioaaltoja.
Australialaisen Melbourne-yliopiston tutkijat Matthias Vigelius ja Andrew Melatos uskovat heidän toivovansa, että jotkut neutronitähtityypit voitaisiin havaita, koska ne ovat luonnostaan möhkäleitä. Paria uskoo käyttävän uutta tietokonemallinnustekniikkaa, että jopa pieni variaatio neutronitähtien pinnassa tuottaa havaittavissa olevat painovoima-aallot. Mutta miten nämä palamat muodostuvat? Usein tähdet kehittyvät osana binaarista järjestelmää (ts. Kahta tähteä, jotka kiertävät yhteistä painopistettä), jos joku kuolee supernoovana, jättäen neutronitähden taakse, voimakas painovoimakenttä irtoaa kaasutyötähtään. Kun kaasu kanavoidaan neutronitähtiin, voimakas magneettikenttä antaa rakenteellista tukea tulevalle kaasulle, muodostaen elektronin ja protonin sekoituksen ylikuumennetusta plasmasta, joka istuu neutronitähtien pinnan yläpuolella. Neutronitähden magneettinapojen kohdalla muodostuneet palamat ovat pitkäikäisiä ominaisuuksia, jotka pyyhkäisevät tähden ympärille joka kerta, kun se pyörii. Vigelius ja Melatos ajattelevat, että ilmaisimet, kuten Laserinterferometrin gravitaatioaalto-observatorio (LIGO), voivat kyetä havaitsemaan tämän epäsäännöllisen muotoisen neutronitähden ominaismerkinnän…. ajallaan.
Tähän mennessä näitä ”muhkaavia” neutronitähtiä ei ole havaittu, mutta jatkuvan tarkkailun (valotusajan) avulla toivotaan, että maapallolla sijaitsevat gravitaatioaallon observatoriat saattavat lopulta vastaanottaa signaalin.
Lähde: RAS, uusi tiedemies
