Emme oikein ymmärrä neutronitähtiä. Voi, me tiedämme, että he olemme - ne ovat jäännöksiä eräiden maailmankaikkeuden massiivisimmista tähmistä - mutta niiden sisäisen toiminnan paljastaminen on vähän hankala, koska heitä elossa pitävä fysiikka on vain huonosti ymmärrettävää.
Mutta satunnaisesti kaksi neutronitähtiä puristuu yhdessä, ja kun ne yleensä pyrkivät räjähtään, piilottavat kvanttihalkeamansa koko avaruudessa. Neutronitähteiden sisäisestä rakenteesta ja koostumuksesta riippuen ”ejecta” (kohtelias tieteellinen termi astronomiselle ammuksen oksennukselle) näyttää meille erilaisilta maapallon sitoutuneilta tarkkailijoilta, mikä antaa meille karkean, mutta mahdollisesti tehokkaan tavan ymmärtää näitä eksoottisia olentoja.
Neutronitähti
Kuten olet voinut arvata, neutronitähdet ovat neutroneja. No, enimmäkseen. Heillä on myös protoneja, jotka uivat sisäpuolella, mikä on tärkeää myöhemmin, joten toivon, että muistat sen.
Neutronitähdet ovat joidenkin todella suurten tähteiden jäljellä olevat ytimet. Kun nuo jättilähetärät lähellä elämänsä loppua alkavat, he alkavat sulauttaa kevyempiä elementtejä rautaksi ja nikkeliksi. Muun tähden painovoima purkaa edelleen nuo atomit yhdessä, mutta nämä fuusioreaktiot eivät enää tuota ylimääräistä energiaa, mikä tarkoittaa, että mikään ei estä tähtiä jatkamasta katastrofaalisesti romahtamasta itsestään.
Ytimessä paineet ja tiheydet muuttuvat niin äärimmäisiksi, että satunnaiset elektronit ajautuvat protonien sisälle muuttaen ne neutroneiksi. Kun tämä prosessi on saatu päätökseen (mikä vie vähemmän kuin tusinaa minuuttia), tällä neutronien jättiläispalloilla on lopulta tarvittava keino vastustaa edelleen romahtamista. Loput tähti pomppii tuon hiljattain taotun ytimen ja räjähtää kauniissa supernoova-räjähdyksessä jättäen ytimen taakse: neutronitähti.
Tuomion kierteet
Joten kuten sanoin, neutronitähdet ovat jättiläismäisiä neutronipalloja, ja tonnia materiaalia (muutaman auringon arvoinen!) On pakattu kaupunkiin, joka ei ole suurempi kuin kaupunki. Kuten voitte kuvitella, näiden eksoottisten olentojen sisätilat ovat omituisia, salaperäisiä ja monimutkaisia.
Rypistyvätkö neutronit kerroksiksi ja muodostavat pieniä rakenteita? Ovatko syvät sisätilat paksu neutronikeitto, joka vain muuttuu muukalaiseksi ja syvemmäksi mitä syvemmälle menet? Antaako se tien jopa oudommille tavaroille? Entä kuoren luonne - pakattujen elektronien uloin kerros?
Neutronitähteiden suhteen on paljon vastaamattomia kysymyksiä. Mutta onneksi luonto antoi meille tavan peering heidän sisällään.
Pieni haittapuoli: meidän on odotettava kahden neutronitähden törmäystä ennen kuin saamme mahdollisuuden nähdä, mistä ne ovat tehty. Muistatko GW170817? Sinä todella teet - se oli iso löytö kahdesta törmättävästä neutronitähteestä peräisin olevista gravitaatioaalloista, samoin kuin joukko pikatulen kaukoputken seurantatutkimuksia koko sähkömagneettisella spektrillä.
Kaikki nämä samanaikaiset havainnot antoivat meille kaikkein täydellisimmän kuvan ns kilonovastai voimakkaita energia- ja säteilypurkauksia näistä ääritapahtumista. GW170817: n erityinen jakso oli ainoa, joka koskaan on saanut painovoima-aaltoilmaisimilla, mutta ei varmasti ainoa, mitä universumissa tapahtui.
Neutronitoivo
Kun neutronitähdet törmäävät, asiat muuttuvat sotkuiseksi todella nopeasti. Asiat tekevät erityisen sotkuisiksi pienen protonipopulaation takana, joka pyörii enimmäkseen neutronin neutronitähden sisällä. Positiivisen varauksensa ja itse tähtensä nopean kiertonopeuden vuoksi ne pystyvät luomaan uskomattoman voimakkaan magneettikentän (joissakin tapauksissa koko maailmankaikkeuden tehokkaimmat magneettikentät) ja nämä magneettikentät pelaavat jumalattomia pelejä.
Neutronitähtien törmäyksen seurauksena kuolleiden tähtien pilaantuneet jäännökset pyörittelevät edelleen toistensa ympäri nopealla kiertoradalla, ja joidenkin niiden sisäpinnat laajenevat titaaniseen räjähdysaaltoon, jota polttoaineen syömä aiheuttaa.
Jäljellä oleva pyörittelevä materiaali muodostaa nopeasti levyn, johon levy on kierteitetty vahvoilla magneettikentillä. Ja kun vahvat magneettikentät joutuvat nopeasti pyörivien kiekkojen sisään, ne alkavat taittaa itsensä sisään ja vahvistaa, muuttuen entistä vahvemmaksi. Prosessin kautta, jota ei ymmärretä kokonaan (koska fysiikka, kuten skenaario, tulee hieman sotkuiseksi), nämä magneettikentät kääntyvät itsensä lähellä levyn keskustaa ja suppilomateriaalia ulos ja kokonaan pois järjestelmästä: suihku.
Suihkukoneet, yksi kussakin navassa, räjäyttävät ulospäin kuljettaen säteilyä ja hiukkasia kaukana kosmisesta auto-onnettomuudesta. Eräässä äskettäisessä tutkimuksessa tutkittiin suihkun muodostumista ja käyttöikää tarkastelemalla erityisen huolellisesti, kuinka kauan suihkun muodostuminen kestää alkuperäisen törmäyksen jälkeen. Osoittautuu, että suihkun laukaisumekanismin yksityiskohdat riippuvat alkuperäisten neutronitähteiden sisällöstä: Jos muutat neutronitähteiden rakennetta, saat eroon törmäystarinoita ja erilaisia allekirjoituksia suihkujen ominaisuuksissa.
Voimakkaammilla kilonovojen havainnoilla voisimme vielä erottaa jotkut näistä malleista ja oppia, mikä tekee neutronitähdistä todella merkittyjä.
Lue lisää: “Jet-kookonin ulosvirtaukset neutronitähtien fuusioista: rakenne, valokäyrät ja perustavanlaatuinen fysiikka“
