Spektakularna grawitacja gwiazd neutronowych oferuje ogromne możliwości eksperymentów myślowych. Na przykład, jeśli upuścisz obiekt z wysokości 1 metra nad powierzchnią gwiazdy neutronowej, uderzyłby on w powierzchnię w ciągu jednej milionowej sekundy, przyśpieszając do ponad 7 milionów kilometrów na godzinę.
Ale w dzisiejszych czasach powinieneś najpierw wyjaśnić, o jakiej gwiazdy neutronowej mówisz. Wraz z coraz bardziej wrażliwym na promieniowanie rentgenowskie sprzętem skanującym niebo, zwłaszcza dziesięcioletnim teleskopem kosmicznym Chandra, powstaje zaskakująca różnorodność typów gwiazd neutronowych.
Tradycyjny pulsar radiowy ma teraz wielu różnych kuzynów, w szczególności magnetary, które emitują ogromne wybuchy wysokoenergetycznej gamma i promieni rentgenowskich. Niezwykłe pola magnetyczne magnetarów wywołują zupełnie nowy zestaw eksperymentów myślowych. Gdybyś był w odległości 1000 kilometrów od magnetara, jego intensywne pole magnetyczne rozerwałoby cię na kawałki po gwałtownym zaburzeniu cząsteczek wody. Nawet w bezpiecznej odległości 200 000 kilometrów nadal usunie wszystkie informacje z karty kredytowej - co również jest dość przerażające.
Gwiazdy neutronowe to skompresowana pozostałość gwiazdy pozostawionej po supernowej. Zachowują znaczną część momentu pędu gwiazd, ale w silnie ściśniętym obiekcie ma średnicę zaledwie 10 do 20 kilometrów. Podobnie jak łyżwiarze, kiedy wciągają ręce - gwiazdy neutronowe wirują dość szybko.
Co więcej, kompresja pola magnetycznego gwiazdy do mniejszej objętości gwiazdy neutronowej znacznie zwiększa siłę tego pola magnetycznego. Jednak te silne pola magnetyczne powodują opór przeciw własnemu wiatrowi gwiazdowemu naładowanych cząstek, co oznacza, że wszystkie gwiazdy neutronowe są w trakcie „wirowania”.
To odwirowanie koreluje ze wzrostem jasności, chociaż większość z nich dotyczy długości fali promieniowania rentgenowskiego. Jest tak przypuszczalnie dlatego, że szybki obrót rozszerza gwiazdę na zewnątrz, podczas gdy wolniejszy obrót pozwala na kompresję materiału gwiazdowego do wewnątrz - tak jak pompa rowerowa się nagrzewa. Stąd nazwa pulsar zasilany obrotowo (RPP) dla twoich „standardowych” gwiazd neutronowych, gdzie ta wiązka energii migająca do ciebie raz na każdy obrót jest wynikiem hamowania działania pola magnetycznego podczas obrotu gwiazdy.
Sugerowano, że magnetary mogą być po prostu wyższym rzędem tego samego efektu RPP. Victoria Kaspi zasugerowała, że nadszedł czas, aby rozważyć „wielką zunifikowaną teorię” gwiazd neutronowych, w której wszystkie różne gatunki można wyjaśnić ich warunkami początkowymi, w szczególności początkową siłą pola magnetycznego, a także wiekiem.
Jest prawdopodobne, że gwiazda progenitorowa magnetaru była szczególnie dużą gwiazdą, która pozostawiła za sobą szczególnie dużą pozostałość gwiezdną. Tak więc te rzadsze „duże” gwiazdy neutronowe mogą zacząć swoje życie jako magnetar, promieniując ogromnymi energiami, gdy jego potężne pole magnetyczne powoduje hamowanie. Ale ta dynamiczna aktywność oznacza, że te duże gwiazdy szybko tracą energię, być może przybierając wygląd bardzo świetlistego promieniowania rentgenowskiego, choć poza tym nieistotnego, RPP w późniejszym życiu.
Inne gwiazdy neutronowe mogą zacząć życie w mniej dramatyczny sposób, jako o wiele bardziej powszechne i po prostu średnio świecące RPP, które wirują w bardziej swobodnym tempie - nigdy nie osiągając niezwykłej jasności, do której zdolne są magnetary, ale udaje im się zachować świetlistość przez dłuższy czas okresy.
Względnie ciche obiekty o zwartej budowie, które wydają się nawet nie pulsować w radiu, mogą reprezentować końcowy etap cyklu życia gwiazdy neutronowej, po przekroczeniu którego gwiazdy uderzają w ostateczny termin, gdzie silnie zdegradowane pole magnetyczne nie jest już w stanie przyłożyć hamulców do obrotu gwiazd. Usuwa to główną przyczynę ich charakterystycznego zachowania jasności i pulsara - więc po prostu cichną.
Na razie ten wielki schemat zjednoczenia pozostaje przekonującym pomysłem - być może czeka na kolejne dziesięć lat obserwacji Chandry, aby potwierdzić lub zmodyfikować go dalej.
