Gwiazdy neutronowe to umierające gwiazdy, które pozornie znajdują się poza planem w niemal każdej kategorii. Obracają się również bardzo szybko, około 700 razy na sekundę. A według nowych badań gwiazdy neutronowe mają inną jakość niemal superbohatera: zewnętrzna powierzchnia tych zapadniętych gwiazd będzie prawdopodobnie 10 miliardów razy silniejsza niż stal lub jakikolwiek inny najsilniejszy stop na Ziemi.
Gwiazdy neutronowe są masywnymi gwiazdami wykazującymi ekstremalną grawitację. Zawaliły się do wewnątrz, gdy ich rdzenie zaprzestały syntezy jądrowej i produkcji energii. Gęstsze są tylko czarne dziury.
Naukowcy chcą częściowo zrozumieć strukturę gwiazd neutronowych, ponieważ nieregularności powierzchni lub góry w skorupie mogą promieniować fale grawitacyjne, a te z kolei mogą tworzyć zmarszczki w czasoprzestrzeni. Zrozumienie, jak wysoka może być góra, zanim zapadnie się grawitacja gwiazdy neutronowej, lub oszacowanie naprężeń niszczących skorupę, ma również implikacje dla lepszego zrozumienia trzęsień gwiazd lub flar magnetycznych gigantów.
Charles Horowitz, profesor z Indiana University przeprowadził kilka symulacji komputerowych na dużą skalę dynamiki molekularnej i stwierdził, że skorupa gwiazd neutronowych jest wyjątkowo silna.
„Modelowaliśmy niewielki obszar skorupy gwiazdy neutronowej, śledząc indywidualne ruchy nawet 12 milionów cząstek” - powiedział Horowitz o pracach prowadzonych przez Centrum Teorii Jądrowej IU w Biurze Wiceprezesa ds. Badań. „Następnie obliczyliśmy, jak skorupa deformuje się i ostatecznie pęka pod ekstremalnym ciężarem góry gwiazdy neutronowej.”
Przeprowadzone na dużym klastrze komputerowym w Los Alamos National Laboratory i oparte na mniejszych wersjach stworzonych na specjalnym sprzęcie komputerowym do dynamiki molekularnej w IU, symulacje pozwoliły zidentyfikować skorupę gwiazdy neutronowej, która znacznie przekraczała wytrzymałość dowolnego materiału znanego na Ziemi.
Skorupa może być tak silna, że może wywoływać fale grawitacyjne, które mogą nie tylko ograniczać okresy spinów niektórych gwiazd, ale można je również wykryć za pomocą teleskopów o wysokiej rozdzielczości zwanych interferometrami, jak stwierdzono w modelu.
„Maksymalny możliwy rozmiar tych gór zależy od niszczącego obciążenia skorupy gwiazdy neutronowej” - powiedział Horowitz. „Znalezione przez nas duże siły niszczące powinny wspierać góry na szybko wirujących gwiazdach neutronowych wystarczająco dużych, by skutecznie promieniować fale grawitacyjne”.
Ze względu na intensywne ciśnienie występujące na gwiazdach neutronowych, wady strukturalne i zanieczyszczenia, które osłabiają rzeczy takie jak skały i stal, rzadziej napinają kryształy, które powstają podczas nukleosyntezy, która zachodzi, tworząc skorupę gwiazdy neutronowej. Skorupa ściskana razem przez siłę grawitacji wytrzymuje obciążenie niszczące 10 miliardów razy większe niż ciśnienie, które musiałoby przytrzasnąć stal.
Badania pojawią się w piątek (8 maja) w „Physical Review Letters”.
Zobacz internetową wersję artykułu badawczego Horowitza: „Zrywający się napór skorupy gwiazdy neutronowej i fal grawitacyjnych”.
Źródło: EurekAlert
