Įvairių sukimo režimų paviršiaus modeliai. Spustelėkite norėdami padidinti
Masinis sprogimas ant neutroninės žvaigždės paviršiaus suteikė astronomams galimybę pažvelgti į jos paviršių, panašiai kaip geologai suprato Žemės struktūrą po mūsų kojomis. Sprogimas sukrėtė neutroninę žvaigždę ir paskambino kaip varpas. Tuomet virpesiai praėjo pro skirtingo tankio - slidžius ar vientisus - sluoksnius, pakeisdami rentgeno spindulius. Astronomai apskaičiavo, kad jos pluta yra storesnė, maždaug 1,6 km (1 mylios) gylio, atitinkanti teorinius įverčius.
JAV ir Vokietijos Makso Plancko astrofizikos instituto ir NASA mokslininkų komanda pasinaudojo NASA „Rossi“ rentgeno spinduliuotės tyrimo tyrinėtojais, kad įvertintų plutos, esančios ant neutroninės žvaigždės, tankiausios objekto, žinomos visatoje, gylį. Pluta, jų teigimu, yra maždaug 1,6 kilometro gylio ir tokia sandariai supakuota, kad šaukštelis šios medžiagos Žemėje svertų apie 10 milijonų tonų.
Šis pirmasis tokio tipo matavimas buvo atliktas gavus didžiulį sprogimą ant neutroninės žvaigždės 2004 m. Gruodžio mėn. Sprogimo vibracija atskleidė informaciją apie žvaigždės sudėtį. Technika yra analogiška seismologijai, seisminių bangų, kilusių iš žemės drebėjimų ir sprogimų, tyrimams, kurie atskleidžia Žemės plutos struktūrą ir vidų.
Ši nauja seismologijos technika suteikia galimybę ištirti neutroninės žvaigždės vidų, didžiulės paslapties ir spėlionių vietą. Čia slėgis ir tankis yra tokie stiprūs, kad šerdyje gali būti egzotinių dalelių, kurios, kaip manoma, egzistavo tik Didžiojo sprogimo metu.
Daktarė Anna Watts iš Makso Plancko astrofizikos instituto „Garching“ atliko šį tyrimą bendradarbiaudama su dr. Tod Strohmayer iš NASA Goddardo kosminių skrydžių centro Greenbelt mieste, Merilande.
„Mes manome, kad šis sprogimas, pats didžiausias tokio pobūdžio atvejis, kuris kada nors buvo pastebėtas, tikrai sušuko žvaigždei ir tiesiogine prasme pradėjo skambėti kaip varpas“, - sakė Strohmayeris. Sprogimo metu sukuriamos vibracijos, nors ir silpnos, pateikia labai konkrečius įkalčius apie tai, iš ko šie keistai atrodantys objektai. Kaip ir varpas, neutroninės žvaigždės žiedas priklauso nuo to, kaip bangos praeina per skirtingo tankio, slūgus ar kietus sluoksnius. “
Neutroninė žvaigždė yra pagrindiniai žvaigždės likučiai, kelis kartus masyvesni už saulę. Neutronų žvaigždėje yra apie 1,4 saulės masės medžiagos, įstrigusios sferoje tik apie 20 kilometrų. Abu mokslininkai ištyrė neutroninę žvaigždę pavadinimu SGR 1806-20, esančią maždaug 40 000 šviesos metų nuo Žemės Šaulio žvaigždyne. Objektas yra labai magnetinių neutroninių žvaigždžių, vadinamų magnetarais, poklasyje.
2004 m. Gruodžio 27 d. SGR 1806-20 paviršius patyrė precedento neturintį sprogimą, ryškiausią įvykį, kokį tik mačiau iš už mūsų saulės sistemos. Sprogimą, vadinamą hiperflirtu, sukėlė staigus žvaigždės galingo magnetinio lauko pasikeitimas, kuris nulaužė plutą ir greičiausiai sukėlė didžiulį žvaigždės drebėjimą. Įvykį aptiko daugybė kosminių observatorijų, įskaitant „Rossi Explorer“, kuris stebėjo skleidžiamą rentgeno spindulį.
Strohmayeris ir Wattsas mano, kad virpesiai rodo visuotinius sukimo virpesius žvaigždės plutoje. Šios vibracijos yra analogiškos S bangoms, stebimoms sausumos žemės drebėjimų metu, kaip bangos, judančios per virvę. Jų tyrimas, pagrįstas dr. GianLuca Izraelio, Italijos nacionalinio astrofizikos instituto, stebėjimais apie šio šaltinio virpesius, nustatė keletą naujų dažnių hiperspinduliavimo metu.
Vatai ir Strohmayeris vėliau patvirtino savo matavimus naudodamiesi NASA „Ramaty“ didelės energijos saulės energijos spektroskopijos vaizduokliu - saulės observatorija, kuri taip pat užfiksavo hiperflirtą ir rado pirmuosius aukšto dažnio virpesių, esant 625 Hz, signalus, rodančius, kad bangos vertikaliai kerta plutą.
Dažnių gausa - panaši į stygą, o ne į vieną natą - mokslininkams leido įvertinti neutroninės žvaigždės plutos gylį. Tai paremta bangų, skriejančių aplink žvaigždės plutą, ir spinduliuotės per ją sklindančių dažnių palyginimu. Neutroninės žvaigždės skersmuo nėra tikras, tačiau remiantis maždaug 20 kilometrų skersmens pluta, pluta būtų apie 1,6 kilometro gylio. Šis skaičius, pagrįstas stebimais dažniais, atitinka teorinius įverčius.
Žvaigždžių drebėjimo seismologija žada daugumai neutroninių žvaigždžių savybių. Strohmayeris ir Wattsas išanalizavo archyvuotus „Rossi“ duomenis iš silpnesnio 1998 m. Magnetinio hiperspindulio (iš SGR 1900 + 14) ir čia pat nustatė signalinių lempučių virpesius, nors ir nėra pakankamai stiprūs, kad nustatytų plutos storį.
Rentgeno spinduliais aptiktas didesnis neutronų žvaigždės sprogimas gali atskleisti gilesnes paslaptis, tokias kaip materijos prigimtis žvaigždės šerdyje. Viena įdomių galimybių yra tai, kad šerdyje gali būti laisvų kvarkų. Kvarkai yra protonų ir neutronų blokai, o normaliomis sąlygomis jie visada yra tvirtai sujungti. Suradus įrodymų apie laisvus kvarkus būtų lengviau suprasti tikrąją materijos ir energijos prigimtį. Žemės laboratorijos, įskaitant didžiulius dalelių greitintuvus, negali generuoti energijos, reikalingos laisviesiems kvarkams aptikti.
„Neutronų žvaigždės yra puikios ekstremaliosios fizikos tyrimų laboratorijos“, - sakė Wattsas. „Mes norėtume, kad galėtume nulaužti vieną angą, bet kadangi to greičiausiai neatsitiks, galbūt geriausias dalykas yra stebėti magnetinio padidėjusio pliūpsnio poveikį neutroninei žvaigždei“.
Originalus šaltinis: Maxo Plancko draugija
