Πιστωτική εικόνα: NASA
Είναι πιθανό ο ρυθμός περιστροφής των πάλσαρ να περιορίζεται από τη βαρυτική ακτινοβολία σύμφωνα με νέα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από τον Rossi Xing-ray Timing Explorer της NASA - ένα φαινόμενο που προέβλεπε ο Albert Einstein. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι καθώς ένα πάλσαρ επιταχύνεται, επιπεδώνεται και οι παραμορφώσεις στο σχήμα του το προκαλούν κύματα βαρύτητας που το εμποδίζουν να περιστρέφεται τόσο γρήγορα και πετάει μακριά.
Η βαρυτική ακτινοβολία, οι κυματισμοί στο ύφασμα του χώρου που προβλέπει ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, μπορεί να χρησιμεύσει ως κοσμικός μηχανισμός κυκλοφορίας, προστατεύοντας τους απερίσκεπτους πάλσαρ από το να περιστρέφεται πολύ γρήγορα και να καταρρέει, σύμφωνα με μια έκθεση που δημοσιεύθηκε στο τεύχος της 3ης Ιουλίου.
Τα Pulsars, τα ταχύτερα περιστρεφόμενα αστέρια στο Σύμπαν, είναι τα βασικά υπολείμματα των εκρηκτικών αστεριών, που περιέχουν τη μάζα του Ήλιου μας συμπιεσμένη σε μια σφαίρα περίπου 10 μίλια. Ορισμένοι πάλσαρ κερδίζουν ταχύτητα τραβώντας αέριο από ένα γειτονικό αστέρι, φτάνοντας σε ρυθμούς περιστροφής σχεδόν μία περιστροφή ανά χιλιοστό του δευτερολέπτου ή σχεδόν 20 τοις εκατό ταχύτητα φωτός. Αυτοί οι «χιλιοστά του δευτερολέπτου» πάλσαρ θα πέσουν εκτός εάν είχαν πολύ περισσότερη ταχύτητα.
Χρησιμοποιώντας τον Rossi Xing-ray Timing Explorer της NASA, οι επιστήμονες έχουν βρει ένα όριο στο πόσο γρήγορα περιστρέφεται ένας πάλσαρ και εικάζουν ότι η αιτία είναι η βαρυτική ακτινοβολία: Όσο πιο γρήγορα ένα pulsar περιστρέφεται, τόσο πιο βαρυτική ακτινοβολία μπορεί να απελευθερωθεί, καθώς το εξαιρετικό σφαιρικό του σχήμα γίνεται ελαφρώς παραμορφωμένος. Αυτό μπορεί να περιορίσει την περιστροφή του πάλσαρ και να το σώσει από την εξάλειψη.
«Η φύση έχει ορίσει ένα όριο ταχύτητας για τις περιστροφές pulsar», δήλωσε ο καθηγητής Deepto Chakrabarty του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, επικεφαλής συγγραφέας στο άρθρο του περιοδικού. «Ακριβώς όπως τα αυτοκίνητα που επιταχύνουν σε έναν αυτοκινητόδρομο, τα ταχύτερα περιστρεφόμενα pulsars θα μπορούσαν τεχνικά να πάνε δύο φορές πιο γρήγορα, αλλά κάτι τους σταματά πριν σπάσουν. Μπορεί να είναι η βαρυτική ακτινοβολία που εμποδίζει την καταστροφή των πάλσαρ ».
Οι συν-συγγραφείς του Chakrabarty είναι οι Drs Edward Morgan, Michael Muno και Duncan Galloway του MIT. Rudy Wijnands, Πανεπιστήμιο St. Andrews, Σκωτία; Michiel van der Klis, Πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ. και Craig Markwardt, Κέντρο Διαστημικής Πτήσης Goddard της NASA. Ο Wijnands οδηγεί επίσης μια δεύτερη επιστολή της Φύσης που συμπληρώνει αυτό το εύρημα.
Τα βαρυτικά κύματα, ανάλογα με τα κύματα πάνω σε έναν ωκεανό, είναι κυματισμοί στον τετραδιάστατο χωροχρόνο. Αυτά τα εξωτικά κύματα, που προβλέπονται από τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, παράγονται από τεράστια αντικείμενα σε κίνηση και δεν έχουν ακόμη εντοπιστεί άμεσα.
Δημιουργήθηκε σε μια έκρηξη αστεριών, ένα pulsar γεννιέται περιστρέφοντας, ίσως 30 φορές το δευτερόλεπτο, και επιβραδύνεται για εκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, εάν το πυκνό πάλσαρ, με το ισχυρό βαρυτικό δυναμικό του, βρίσκεται σε ένα δυαδικό σύστημα, μπορεί να τραβήξει υλικό από το συνοδευτικό αστέρι του. Αυτή η εισροή μπορεί να περιστρέψει το πάλσαρ στο εύρος των χιλιοστών του δευτερολέπτου, περιστρέφοντας εκατοντάδες φορές ανά δευτερόλεπτο.
Σε ορισμένα pulsars, το συσσωρευτικό υλικό στην επιφάνεια καταναλώνεται περιστασιακά σε μια τεράστια θερμοπυρηνική έκρηξη, εκπέμποντας μια έκρηξη ακτινογραφίας που διαρκεί μόνο λίγα δευτερόλεπτα. Σε αυτήν την οργή βρίσκεται μια σύντομη ευκαιρία να μετρηθεί η περιστροφή των αλλιώς εξασθενημένων πάλσαρ. Οι επιστήμονες αναφέρουν στο Nature ότι ένας τύπος τρεμοπαίγματος που βρέθηκε σε αυτές τις εκρήξεις ακτίνων Χ, που ονομάζεται «ταλαντώσεις έκρηξης», χρησιμεύει ως άμεσο μέτρο του ρυθμού περιστροφής του pulsar. Μελετώντας τις ταλαντώσεις έκρηξης από 11 πάλσαρ, δεν βρήκαν κανένα να περιστρέφεται γρηγορότερα από 619 φορές ανά δευτερόλεπτο.
Ο Rossi Explorer είναι ικανός να ανιχνεύει τους σφυγμούς που περιστρέφονται τόσο γρήγορα όσο 4.000 φορές το δευτερόλεπτο. Η παλματική διάσπαση προβλέπεται να συμβεί με 1.000 έως 3.000 στροφές ανά δευτερόλεπτο. Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν βρήκαν κανένα τόσο γρήγορα. > Από στατιστική ανάλυση 11 πάλσαρ, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η μέγιστη ταχύτητα που φαίνεται στη φύση πρέπει να είναι κάτω από 760 περιστροφές ανά δευτερόλεπτο.
Αυτή η παρατήρηση υποστηρίζει τη θεωρία ενός μηχανισμού ανατροφοδότησης που περιλαμβάνει βαρυτική ακτινοβολία που περιορίζει τις ταχύτητες πάλσαρ, που προτάθηκε από τον καθηγητή Lars Bildsten του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, Santa Barbara. Καθώς το πάλσαρ αυξάνει την ταχύτητα μέσω της αύξησης, οποιαδήποτε ελαφρά παραμόρφωση στο πυκνό, κρυσταλλικό μέταλλο πάχους μισού μιλίου, θα επιτρέψει στο πάλσαρ να εκπέμψει βαρυτικά κύματα. (Οραματιστείτε μια περιστρεφόμενη, επιμήκη σφαίρα ράγκμπι στο νερό, η οποία θα προκαλούσε περισσότερους κυματισμούς από ένα περιστρεφόμενο, σφαιρικό μπάσκετ.) Επιτυγχάνεται τελικά ένας ρυθμός περιστροφής ισορροπίας όπου η γωνιακή κίνηση που ρίχνεται με εκπομπή βαρυτικής ακτινοβολίας ταιριάζει με τη γωνιακή ορμή που προστίθεται στο πάλσαρ από το συνοδευτικό αστέρι του.
Ο Bildsten είπε ότι τα πάλσαρ συγκέντρωσης χιλιοστών του δευτερολέπτου θα μπορούσαν τελικά να μελετηθούν με μεγαλύτερη λεπτομέρεια με έναν εντελώς νέο τρόπο, μέσω της άμεσης ανίχνευσης της βαρυτικής ακτινοβολίας τους. Το LIGO, το Παρατηρητήριο Βαρύτητας-Κύματος του Ιντερφερόμετρου Laser που λειτουργεί τώρα στο Χάνφορντ της Ουάσινγκτον και στο Λίβινγκστον της Λουιζιάνας, θα είναι τελικά συντονισμένο στη συχνότητα με την οποία αναμένεται ότι τα πάλσαρ χιλιοστών του δευτερολέπτου θα εκπέμπουν κύματα βαρύτητας.
«Τα κύματα είναι λεπτά, αλλάζουν το χωροχρόνο και η απόσταση μεταξύ αντικειμένων τόσο μακριά όσο η Γη και η Σελήνη κατά πολύ μικρότερο από το πλάτος ενός ατόμου», δήλωσε ο καθηγητής Barry Barish του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας, διευθυντής του LIGO. «Ως εκ τούτου, η βαρυτική ακτινοβολία δεν έχει ανιχνευθεί άμεσα. Ελπίζουμε να το αλλάξουμε σύντομα. "
Αρχική πηγή: Δελτίο Τύπου της NASA
