Dodano: 20 lipiec 2021r.

„Góry” na gwiazdach neutronowych mają mniej niż milimetr wysokości

Naukowcy opracowali nowe modele gwiazd neutronowych, które pokazują, że na ich powierzchni mogą występować „góry” o wysokości zaledwie ułamków milimetrów. Ich wielkość wynika z ogromnej grawitacji charakterystycznej dla tych ultra-gęstych obiektów.

„Góry” na gwiazdach neutronowych mają mniej niż milimetr wysokości

 

Gwiazdy neutronowe są jednymi z najgęstszych obiektów we Wszechświecie. Ważą mniej więcej tyle, co Słońce, ale mierzą zaledwie około 10 km średnicy, czyli mają rozmiar podobny do dużego miasta. Nowe badania dotyczące tych niezwykłych obiektów zostały zaprezentowane na konferencji „National Astronomy Meeting 2021”.

Ze względu na swoją gęstość, gwiazdy neutronowe charakteryzują się ogromnym przyciąganiem grawitacyjnym. Jest ono około miliard razy silniejsze, niż to znane z Ziemi. W efekcie tak potężnej grawitacji wszystko na powierzchni gwiazdy neutronowej ulega „zgnieceniu”. Stąd obiekty takie są niemal idealnymi kulami.

Badacze odkryli niedawno, że na powierzchni gwiazd neutronowych występują pewne „zaburzenia”, które można nazwać „górami”. Są one miliardy razy mniejsze niż na Ziemi, jednak stanowią deformację tych idealnych kul.

Matematyczne modele gwiazd

Zespołem, który dokonał odkrycia, kierował Fabian Gittins z Uniwersytetu w Southampton. Naukowcy wykorzystali modelowanie matematyczne do stworzenia wirtualnych modeli gwiazd neutronowych, na które działają potężne siły grawitacji. Udało im się w ten sposób ustalić, jak na powierzchni podobnych obiektów powstają „góry” o wysokości ułamków milimetrów.

Naukowcom udało się odkryć rolę ultragęstej materii jądrowej w podtrzymywaniu podobnych „gór”. Największe ze wzniesień miały zaledwie ułamek milimetra wysokości, sto razy mniej niż szacowano wcześniej.

- Przez ostatnie dwie dekady naukowcy spekulowali na temat wysokości „gór” na gwiazdach neutronowych – mówi Gittins. Wcześniejsze prace sugerowały, że podobne obiekty mogą wytrzymać odchylenia od idealnej kuli do kilku centymetrów. Nowe modele wskazują, że takie wniesienia na gwiazdach neutronowych są znacznie mniejsze.

Kule bliskie ideału

- Nasze badania pokazują, że gwiazdy neutronowe są niezwykle kulistymi obiektami, bliskimi w kształcie do idealnej kuli. Odkryliśmy też, że zaobserwowanie fal grawitacyjnych z rotujących gwiazd neutronowych jest znacznie trudniejsze, niż dotąd sądzono – mówi Gittins.

Ze względu na ich potężną grawitację wirujące gwiazdy neutronowe powinny wytwarzać zmarszczki w czasoprzestrzeni znane jako fale grawitacyjne. Podobne fale pochodzące z rotacji pojedynczych gwiazd neutronowych nie zostały jeszcze zaobserwowane. Naukowcy mają jednak coraz bardziej czułe narzędzia do badań, takie jak detektory LIGO i Virgo. Badacze sądzą, że w najbliższych latach dokonamy wielu interesujących obserwacji.

 

Źródło: Royal Astronomical Society, fot. ESO / L. Calçada