Μια νέα προσομοίωση των αστεριών νετρονίων υποδηλώνει ότι μπορεί να μην είναι τόσο ομαλή όσο προβλεπόταν. Αυτή η διακύμανση μπορεί να δημιουργήσει βαρυτικά κύματα, να εξαπλωθεί στον Κόσμο και να εντοπιστεί εδώ στη Γη…
Τα αστέρια νετρονίων είναι τα απομεινάρια τεράστιων αστεριών αφού έχουν εκραγεί ως σουπερνόβα. Ο πυκνός πυρήνας παραμένει πίσω, περιστρέφεται γρήγορα και αποτελείται από μόνο νετρόνια. Έχουν τεράστια βαρυτικά πεδία και πιστεύουν ότι έχουν τόσο μάζα όσο ο Ήλιος μας, αλλά έχουν μήκος μόλις 20 χιλιόμετρα. Καθώς διατηρούν τη γωνιακή ορμή του μαζικού προκάτοχού τους, καθώς είναι τόσο μικρές, αναμένεται να περιστρέφονται εκατοντάδες φορές ανά δευτερόλεπτο.
Αλλά πώς μπορούν να εντοπιστούν αυτά τα παράξενα αντικείμενα; Λοιπόν, για ένα, μπορεί να θεωρηθούν ως πολύ ακτινοβολούμενοι πάλσαρ (ή, πιθανώς, «μαγνήτες»), που αναβοσβήνουν μια ακτίνα ακτινοβολίας πέρα από τη Γη καθώς περιστρέφονται σαν φάρος, δέσμες φωτονίων υψηλής ενέργειας που εκπέμπονται από τους πόλους του αστεριού νετρονίων. Τι γίνεται όμως με την επίδραση που έχουν στον χωροχρόνο; Μπορούν αυτά τα τεράστια σώματα να δημιουργήσουν βαρυτικά κύματα; (Σημείωση: Ένα βαρυτικό κύμα είναι ένα εντελώς διαφορετικό πλάσμα από ένα ατμοσφαιρικό «κύμα βαρύτητας».)
Για να απεικονίσετε τη σκηνή: Φανταστείτε να περιστρέφετε μια τέλεια σφαιρική μπάλα σε μια πισίνα. Εάν η μπάλα είναι τέλεια στατική (δεν τρέχει πάνω και κάτω και δεν παρασύρεται), γυρίζοντας μόνο στον άξονά της, δεν θα φαίνονται κυματισμοί στην πισίνα. Επομένως, οποιοδήποτε όργανο μέτρησης κυματισμών στην πισίνα δεν θα ανιχνεύσει την παρουσία της περιστρεφόμενης μπάλας. Τώρα περιστρέψτε ένα αντικείμενο που δεν είναι σφαιρικό (όπως μια μπάλα ράγκμπι ή ένα αμερικανικό ποδόσφαιρο) στην πισίνα. Καθώς το αντικείμενο περιστρέφεται, οι ανωμαλίες στην επιφάνεια (δηλ. Τα αιχμηρά άκρα) θα παράγουν κύμα σε κάθε περιστροφή του ακανόνιστου αντικειμένου. Το όργανο κυματισμού θα ανιχνεύσει την παρουσία της μπάλας στην πισίνα.
Αυτό είναι το πρόβλημα που αντιμετωπίζουν οι επιστήμονες που προσπαθούν να ανιχνεύσουν βαρυτικά κύματα από αστέρια νετρονίων. Εάν είναι ομαλά αντικείμενα (ίσως σφαιρικά ή ελαφρώς ισοπεδωμένα λόγω της περιστροφής), δεν μπορούν να παράγουν κυματισμούς στο χωροχρόνο και επομένως δεν μπορούν να ανιχνευθούν. Εάν, από την άλλη πλευρά, είναι ακανόνιστα περιστρεφόμενα σώματα, με ανομοιογένεια (εξογκώματα ή «βουνά») στην επιφάνεια, μπορεί να δημιουργηθούν βαρυτικά κύματα. Το κομμάτι θα σκουπίσει μια διακύμανση στο χωροχρόνο σε κάθε περιστροφή. Αυτό είναι καλό, αλλά τα αστέρια νετρονίων είναι άμορφα;
Λοιπόν, οι προοπτικές δεν είναι πολύ καλές. Οι ανιχνευτές «κυματισμού» χωροχρόνου που έχουν αρχίσει να παρατηρούν τα βαρυτικά κύματα μέχρι στιγμής δεν έχουν εντοπίσει κανένα σημάδι αυτών των ταχέως περιστρεφόμενων αστεριών νετρονίων. Αυτό θα μπορούσε είτε να σημαίνει ότι η τεχνολογία που χρησιμοποιούμε δεν είναι αρκετά ευαίσθητη για την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων ή ότι τα αστέρια νετρονίων είναι φυσικά ομαλά και δεν μπορούν να παράγουν κύματα βαρύτητας.
Ο Matthias Vigelius και ο Andrew Melatos, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης στην Αυστραλία, πιστεύουν ότι έχουν νέα ελπίδα ότι ορισμένοι τύποι αστεριών νετρονίων θα μπορούσαν να ανιχνευθούν καθώς είναι φυσικά άμορφοι. Χρησιμοποιώντας μια νέα τεχνική μοντελοποίησης υπολογιστών, το ζευγάρι πιστεύει ότι ακόμη και μια μικρή διακύμανση στην επιφάνεια του αστεριού νετρονίων θα παράγει ανιχνεύσιμα κύματα βαρύτητας. Αλλά πώς σχηματίζονται αυτά τα κομμάτια; Συχνά, τα αστέρια εξελίσσονται ως μέρος ενός δυαδικού συστήματος (δηλαδή δύο αστέρια σε τροχιά γύρω από ένα κοινό κέντρο βάρους), σε περίπτωση που κάποιος πεθάνει ως σουπερνόβα, αφήνοντας πίσω ένα αστέρι νετρονίων, το έντονο βαρυτικό πεδίο θα απογυμνώσει το αστέρι του από τα αέρια του. Καθώς το αέριο διοχετεύεται στο αστέρι νετρονίων, το έντονο μαγνητικό πεδίο θα δώσει δομική υποστήριξη στο εισερχόμενο αέριο, δημιουργώντας ένα μείγμα ηλεκτρονίων-πρωτονίων υπερθέρμανσης πλάσματος που κάθεται πάνω στην επιφάνεια του αστεριού νετρονίων. Τα κομμάτια που σχηματίζονται στους μαγνητικούς πόλους του αστεριού νετρονίων θα είναι ένα μακροχρόνιο χαρακτηριστικό, που σκουπίζει γύρω από το αστέρι κάθε φορά που περιστρέφεται. Ο Vigelius και ο Melatos πιστεύουν ότι ανιχνευτές όπως το Παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων Laser Interferometer (LIGO) μπορεί να είναι σε θέση να ανιχνεύσουν αυτήν τη χαρακτηριστική υπογραφή ενός αστέρι νετρονίων ακανόνιστου σχήματος…. εγκαίρως.
Μέχρι στιγμής, αυτά τα «άμορφα» αστέρια νετρονίων δεν έχουν ανιχνευθεί, αλλά μέσω συνεχούς παρατήρησης (χρόνος έκθεσης), ελπίζεται ότι τα παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων με βάση τη Γη ενδέχεται να λάβουν τελικά το σήμα.
Πηγή: RAS, New Scientist
