:
Breaking News

Gravitációs hullámokat kelthet egy neutroncsillag, ha “hegyek” állnak ki belőle

Gravitációs hullámokat kelthet egy neutroncsillag, ha “hegyek” állnak ki belőle

Egy neutroncsillag olyan, mintha két naptömegnyi anyagot sűrítenénk egy csupán 12 kilométeres labdába. Felszínén a gravitáció olyan nagy, hogy az atomokat és a molekulákat magokká préseli, az elektronokat pedig protonokba nyomja, neutronokká alakítva őket. Mivel ekkora erők munkálkodnak rajta, azt gondolhatnánk, hogy tökéletesen sima a felszíne. Ez azonban tévedés: a neutroncsillagokon még hegyeket is találunk (érdemes aláhúzni, hogy azért ezek igen pici eltérések a felszínen, a valódi méretük nagyságrendje a milliméter közelébe eshet – szerk. megj.).

Művészi ábrázolás egy erős mágneses terű neutroncsillagról. (NASA’s Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger)

A pulzároknak köszönhetően tudjuk, hogy a neutroncsillagok „geológiailag” aktívak. Egy neutroncsillag erős mágneses tere rádiósugárzást generál, és a belőle kilépő sugárnyalábok az égitest forgásakor átsöpörnek az égbolton. Amikor a sugárnyaláb éppen a Föld irányába mutat, rádióimpulzust érzékelünk. A neutroncsillag forgása miatt rendkívül szabályos időközönként észleljük az impulzusokat, amelyek idővel fokozatosan lelassulnak, ahogy a neutroncsillag veszít a forgási energiájából. Időnként azonban egy pulzár „meghibásodik”, és kissé felgyorsul a forgása. Ezt az égitest kérgének elmozdulása okozza, ami csillagrengést idéz elő.

Ahogy a Föld és más, geológiailag aktív égitestek felszínét hegyek és völgyek tarkítják, úgy a neutroncsillagokét is. A hegyek elhelyezkedése és mérete azonban a neutroncsillag belső szerkezetétől függ, amit nem teljesen ismerünk. Erről szól egy nemrég közzétett tanulmány.

A tanulmány szerzői szerint ha egy neutroncsillag heggyel vagy más, az alakját aszimmetrikussá tevő deformitással rendelkezik, akkor az égitest forgása gravitációs hullámokat generálhat. Ezeket a gravitációs hullámokat még nem tudjuk érzékelni, de a jövőbeni obszervatóriumok már talán igen. A kutatók szerint ezeknek a gravitációs hullámoknak a mintázatát az égitest hegyeinek elhelyezkedése és mérete határozza meg. Hogy pontosabb képet kapjanak, a kutatók az olyan ismert világokat vizsgálták, mint a Merkúr vagy a Szaturnusz holdja, az Enceladus. Tanulmányukat az arXiv preprint portálon tették közzé.

A Merkúr (balra) és az Enceladus (jobbra) belseje. (Bal: Nicolle Rager Fuller, National Science Foundation; Jobb: NASA/JPL-Caltech)

A Merkúrnak például nagy fémmagja és vékony kérge van, emellett lebenyszerű hegekkel rendelkezik. Ezeket valószínűleg a bolygó belsejének lehűlése miatti nyomófeszültség hozta létre. Az Enceladuson viszont vékony, jeges kéreg található, amely egy óceánrétegen fekszik, a hegyei pedig tigriscsíkos mintába rendeződnek. Más jeges holdak, mint például az Europa, hosszúkás alakzatokkal bírnak. E világok mindegyikének vannak hegyei, amelyeket a kéreg és az égitest belseje közötti kölcsönhatások hoztak létre. A kérdés tehát az, hogy vajon egy neutroncsillag kérge és belseje hasonlóképpen viselkedik-e, mint ezeké.

A kutatók azt találták, hogy ha a neutroncsillag kérgén nagymértékű anizotrópia van, mint ahogy a Merkúron látható, az általa keltett gravitációs hullámok határt szabhatnak a neutroncsillag forgási sebességének. A neutroncsillagok szerkezete nagyon sokféle lehet. Egyeseken olyan felszínformák lehetnek, mint a Merkúron, míg mások inkább az Europára vagy az Enceladusra hasonlítanak. Ebből kifolyólag a neutroncsillagok által keltett gravitációs hullámok megfigyelése fontos szerepet játszhat az égitestek sokszínűségének feltárásában.

Forrás: phys.org