O nouă simulare a stelelor cu neutroni sugerează că acestea nu pot fi la fel de netedă decât s-a prevăzut. Această fluctuație poate genera valuri gravitaționale, care se propagă în cosmos și ar putea fi detectată aici pe Pământ ...
Stelele neutronice sunt rămășițele stelelor masive după ce au explodat ca supernove. Nucleul dens rămâne în urmă, învârtind rapid și compus din numai neutroni. Au câmpuri gravitaționale imense și s-au gândit să aibă la fel de multă masă ca Soarele nostru, dar care măsoară doar 20 de kilometri. Deoarece păstrează impulsul unghiular al predecesorului lor masiv de soare, deoarece sunt atât de mici, se așteaptă să se învârtă de sute de ori pe secundă.
Dar cum pot fi detectate aceste obiecte ciudate? Ei bine, pentru unul, ei pot fi văzuți ca pulsarii cu o radiație ridicată (sau, eventual, „magnete”), fulgerând un fascicul de radiații de pe Pământ, în timp ce se învârt ca un far, fascicule de fotoni cu energie mare emise de pe stelele neutrelor. Dar ce zici de efectul pe care îl au asupra spațiului-timp? Aceste corpuri masive pot crea valuri gravitaționale? (Notă: O undă gravitațională este o creatură total diferită de o „undă gravitațională” atmosferică.)
Pentru a imagina scena: imaginați-vă că rotiți o minge perfect sferică într-o piscină. Dacă mingea este perfect în staționare (nu se învârte în sus și în jos și nu este în derivă), se învârte doar pe axa ei, nu se vor observa nicio umflare în bazin. Prin urmare, orice instrument care măsoară ondulările în piscină nu va detecta prezența mingii de filare. Acum rotiți un obiect care nu este sferic (cum ar fi o minge de rugby sau un fotbal american) în piscină. Pe măsură ce acest obiect se învârte, neregularitățile de pe suprafață (adică capetele ascuțite) vor produce o undă pe fiecare revoluție a obiectului neregulat. Instrumentul de ondulare va detecta prezența mingii în bazin.
Aceasta este problema cu care se confruntă oamenii de știință care încearcă să detecteze undele gravitaționale de la stelele neutronice. Dacă sunt obiecte netede (poate sferice sau ușor aplatizate din cauza rotirii), acestea nu pot produce ondulări în spațiu-timp și, prin urmare, nu pot fi detectate. Dacă, pe de altă parte, sunt corpuri de filare în formă neregulată, cu neomogenități (bulgări sau „munți”) la suprafață, se pot genera valuri gravitaționale. Nodul va scădea o fluctuație a spațiului-timp pe fiecare rotație. Acest lucru este în regulă, dar stelele neutronice sunt pline de noroi?
Ei bine, perspectivele nu sunt foarte bune. Detectoarele „ondulatoare” spațiale, destinate să observe undele gravitaționale, până în prezent, nu au detectat niciun semn al acestor stele de neutroni care se învârt rapid. Acest lucru poate însemna că tehnologia pe care o folosim nu este suficient de sensibilă pentru a detecta undele gravitaționale sau că stelele neutronului sunt în mod natural netede și nu pot produce unde gravitaționale în primul rând.
Matthias Vigelius și Andrew Melatos, cercetători de la Universitatea din Melbourne din Australia, cred că au o nouă speranță că unele tipuri de stele cu neutroni ar putea fi detectate, întrucât sunt naturale. Folosind o nouă tehnică de modelare a computerului, perechea consideră că chiar și o mică variație a suprafeței stelelor neutronilor va produce unde gravitaționale detectabile. Dar cum se formează aceste buline? Adesea, stelele evoluează ca parte a unui sistem binar (adică două stele care orbitează pe un centru comun de gravitație), dacă ar trebui să moară ca supernova, lăsând în urmă o stea neutronă, câmpul gravitațional intens își va dezbrăca steaua de companie de gazele sale. Pe măsură ce gazul este pătruns în steaua neutronilor, câmpul magnetic intens va oferi un suport structural gazului care intră, creând un amestec de electroni-protoni de plasmă supraîncălzită, așezată deasupra suprafeței stelelor neutronice. Bulele formate la stâlpii magnetici ai stelei neutronice vor fi o caracteristică de lungă durată, care se va strecura în jurul stelei de fiecare dată când se rotește. Vigelius și Melatos consideră că detectoare, cum ar fi Laser Interferometru Gravitational-Wave Observatory (LIGO), pot fi capabile să detecteze această semnătură caracteristică a unei stele neutronice cu formă neregulată ... la timp.
Deocamdată, aceste stele de neutron „năucitoare” nu au fost detectate, însă prin observarea continuă (timpul de expunere), se speră că observatoarele de unde gravitaționale de pe Pământ pot primi semnalul.
Sursa: RAS, New Scientist
