Zakłócenia pochodzące z obrotu pulsarów mogą emitować fale grawitacyjne

Obserwacja fal grawitacyjnych emitowanych przez zakłócenia związane z szybko rotującymi gwiazdami neutronowymi może pomóc astronomom zrozumieć te niezwykłe obiekty kosmiczne.

Zdaniem naukowców, gwiazdy neutronowe są uważane za najbardziej ekstremalne i niezwykłe obiekty w znanym Wszechświecie. Powstają, gdy masywnej gwieździe kończy się paliwo do syntezy jądrowej i jej jądro zapada się. Gwiazdy neutronowe mają masę jednego lub dwóch Słońc, która jest ściśnięta w obiekcie o szerokości około 20 kilometrów.

W rezultacie, jak tłumaczą badacze, materia, z której składa się gwiazda neutronowa, jest tak gęsta, że jedna jej łyżeczka przywieziona na Ziemię ważyłaby 10 milionów ton. Jednak jak wskazują astronomowie, to zapadanie się prowadzi do innej ekstremalnej cechy, szybkie kurczenie się średnicy gwiazdy neutronowej „przyspiesza” jej rotację. Powoduje to, że niektóre gwiazdy neutronowe obracają się nawet 700 razy na sekundę.

Gdy emitują promieniowanie ze swoich biegunów, gwiazdy neutronowe rozsiewają promieniowanie w kosmosie, co przypomina niebiańskie latarnie morskie (zdaniem naukowców przez swoje właściwości i promieniowanie, służą też jako punkty odniesienia w przestrzeni kosmicznej i mogą posłużyć w przyszłości do opracowania gwiezdnych map), są one znane również są jako pulsary. Jak tłumaczą naukowcy występują na nich „zakłócenia”, które pojawiają się, gdy nagle i w tajemniczy sposób przyspieszają one.

Badanie przeprowadzone przez naukowców z University of Southampton i Centrum Astronomicznego im. M. Kopernika PAN, opublikowane w czasopiśmie Astroparticle Physics, wskazuje, że „zakłócenia” powinny wpływać na emisję fal w strukturze czasoprzestrzeni, czyli fal grawitacyjnych.

Naukowcy zakładają, że zjawiska „przyspieszenia” rotacji w przypadku gwiazd neutronowych są teoretycznie związane z obecnością wirów w nadciekłych (stan materii charakteryzujący się całkowitym zanikiem lepkości) składnikach wnętrza gwiazdy neutronowej. W zależności od mechanizmów fizycznych działających w tych okresach, różne fazy „zakłócenia” mogą emitować fale grawitacyjne o różnych częstotliwościach.

Badacze sugerują, że gwałtowne, krótkie wybuchy fal grawitacyjnych mogą towarzyszyć „zakłóceniom” podczas gdy reakcji po nich, czyli „rozluźnieniom” pulsara z powrotem do pierwotnego tempa rotacji, może towarzyszyć emisja dłuższych fal grawitacyjnych. Astronomowie przypuszczają, że długotrwałe zmiany zachodzące we wnętrzu i na powierzchni gwiazd neutronowych, poprzez „zakłócenia”, mogą prowadzić do trwałych sygnałów fal grawitacyjnych.

Emil Gołoś