Nu înțelegem cu adevărat stelele neutronice. Oh, știm că ei sunteți - sunt rămășițele restului unora dintre cele mai masive stele din univers - dar dezvăluirea funcționării lor interioare este puțin complicată, deoarece fizica care îi menține în viață este doar prost înțeleasă.
Dar, din când în când, două stele de neutroni se împletesc, iar când au tendința de a exploda, aruncând golurile cuantice pe tot spațiul. În funcție de structura internă și compoziția stelelor de neutroni, „ejecta” (termenul științific politicos pentru voma proiectilului astronomic) va arăta diferit față de noi, observatorii legați de Pământ, oferindu-ne un mod gros, dar potențial puternic, de a înțelege aceste creaturi exotice.
Neutron Star Nougat
După cum ați putut ghici, stelele de neutroni sunt făcute din neutroni. Ei bine, mai ales. De asemenea, au niște protoni care înot în interiorul lor, lucru important pentru mai târziu, așa că sper să vă amintiți asta.
Stelele neutronice sunt nucleele rămase ale unor stele cu adevărat mari. Când acele stele uriașe aproape de sfârșitul vieții, încep să fuzioneze elemente mai ușoare în fier și nichel. Greutatea gravitațională a restului stelei continuă să distrugă acei atomi, dar reacțiile de fuziune nu mai produc exces de energie, ceea ce înseamnă că nimic nu împiedică steaua să continue să se prăbușească dezastruos în sine.
În miez, presiunile și densitățile devin atât de extreme încât electronii întâmplători se împing în interiorul protonilor, transformându-i în neutroni. Odată ce acest proces se finalizează (care durează mai puțin de o duzină de minute), această bilă uriașă de neutroni are în sfârșit puterea de a rezista colapsului în continuare. Restul stelei renunță la acel nucleu nou forjat și suflă într-o frumoasă explozie de supernova, lăsând în urmă miezul: steaua cu neutroni.
Spirals Of Doom
Așa cum spuneam, stelele neutronice sunt bile uriașe de neutroni, cu tone de material (câteva din soarele!) Înghesuite într-un volum nu mai mare decât un oraș. După cum v-ați putea imagina, interioarele acestor creaturi exotice sunt ciudate, misterioase și complexe.
Neutronii se grupează în straturi și formează mici structuri? Interioarele adânci sunt o supă groasă de neutroni, care doar devin mai ciudate și străine cu cât mergi mai adânc? Asta dă drumul la lucruri și mai ciudate? Dar natura crustei - stratul cel mai exterior de electroni ambalate?
Există o mulțime de întrebări fără răspuns atunci când vine vorba de stele cu neutroni. Dar, din fericire, natura ne-a oferit un mod de a privi în interiorul lor.
Dezavantaj mic: trebuie să așteptăm ca două stele de neutroni să se ciocnească înainte de a avea ocazia să vedem din ce sunt făcute. Vă amintiți de GW170817? Așa faceți - a fost marea descoperire a undelor gravitaționale emanate de două stele de neutroni care se ciocnesc, alături de o serie de observații ale telescopului cu foc rapid în spectrul electromagnetic.
Toate aceste observații simultane ne-au oferit cea mai completă imagine a așa-numitelor kilonovassau explozii puternice de energie și radiații de la aceste evenimente extreme. Episodul special din GW170817 a fost singurul prins vreodată de detectoare de unde gravitaționale, dar cu siguranță nu este singurul care s-a întâmplat în univers.
O speranță Neutron
Când stelele cu neutroni se ciocnesc, lucrurile devin într-adevăr rapide. Ceea ce face ca lucrurile să fie în special dezordonate este populația mică de protoni care se află în jurul stelei cu neutroni în cea mai mare parte. Datorită încărcării lor pozitive și a rotației super-rapide a stelei, au reușit să creeze câmp magnetic incredibil de puternic (în unele cazuri câmpurile magnetice cele mai puternice din întregul univers), iar aceste câmpuri magnetice joacă unele jocuri malefice.
În urma unei coliziuni de stele cu neutroni, rămășițele zdrobite ale stelelor moarte continuă să se învârtă în jurul orbitei pe orbită rapidă, unele dintre gâturile lor extinzându-se într-un val de titan, alimentat de energia accidentului.
Materialul răsturnat formează rapid un disc, cu acel disc filetat de câmpuri magnetice puternice. Iar când câmpurile magnetice puternice se găsesc în discurile cu rotire rapidă, încep să se plieze pe ele însele și să se amplifice, devenind și mai puternice. Printr-un proces care nu este înțeles în totalitate (deoarece fizica, precum scenariul, devine un pic dezordonat) aceste câmpuri magnetice se înfășoară aproape de centrul discului și materialul de pâlnie afară și departe de sistem: un jet.
Jeturile, câte unul la fiecare pol, izbucnesc spre exterior, transportând radiații și particule departe de accidentul auto cosmic. Într-o lucrare recentă, cercetarea a investigat formarea și durata de viață a jetului, analizând cu atenție cât timp durează până la formarea unui jet după coliziunea inițială. Se dovedește că detaliile mecanismului de lansare a jetului depind de conținutul interior al stelelor neutronice originale: dacă schimbi modul în care sunt structurate stelele de neutroni, obții povești de coliziune și semnături diferite în proprietățile jeturilor.
Cu observații mai groaznice despre kilonovas, am putea fi totuși capabili să vedem unele dintre aceste modele și să aflăm ce face ca stelele neutronului să bifeze cu adevărat.
Citește mai mult: „Ieșiri de jet-cocon din fuziunile de stele neutronice: structură, curbe de lumină și fizică fundamentală“
