Gravitacijski valovi: Ključ do raziskovanja notranjosti nevtronskih zvezd
Znanstveniki so odkrili nov način za raziskovanje notranjosti nevtronskih zvezd z uporabo gravitacijskih valov. Inovativna metoda bi lahko omogočila vpogled v sestavo teh ekstremnih zvezdnih ostankov, ki so ključnega pomena za razumevanje najgostejše snovi v vesolju.
Nevtronske zvezde nastanejo, ko velike zvezde končajo svoje življenje in eksplodirajo v supernovah. Ti zvezdni ostanki imajo maso, ki je lahko dvakrat večja od sončne, vendar so stisnjeni v premer, ki je le 12 milj (20 kilometrov). Zaradi izjemne gostote in ekstremnih pogojev, v katerih obstajajo, je notranjost teh zvezd obdarjena s številnimi skrivnostmi, ki jih znanstveniki še vedno raziskujejo.
Gravitacijski valovi kot “kozmične vilice”
Luciano Rezzolla in njegova raziskovalna skupina na Goethejevi univerzi v Frankfurtu so teoretizirali, da bi trki med nevtronskimi zvezdami v binarnem sistemu lahko omogočili razumevanje notranjosti teh zvezd. Ekipa meni, da bi ti trki ustvarili valove v prostor-času, ki jih je mogoče zaznati kot gravitacijske valove, navaja Space.com. Kot so pojasnili, bodo ti valovi pri različnih materialih, ki sestavljajo nevtronske zvezde, resonirali na različnih frekvencah, podobno kot glasbene vilice. Z zaznavanjem teh valov bi lahko raziskovalci ugotovili, iz česa so sestavljene nevtronske zvezde.
Gravitacijske valove je prvič napovedal Albert Einstein v svoji splošni teoriji relativnosti iz leta 1915. Po tej teoriji je gravitacija posledica ukrivljenosti prostor-časa, ki jo povzroči prisotnost masivnih objektov. Ob gibanju ti objekti oddajajo gravitacijske valove, ki se širijo skozi vesolje. Ko dve nevtronski zvezdi krožita okoli druge, oddajata gravitacijske valove. Slednji povzročajo, da se sistem postopoma približuje, dokler se ne trčita v siloviti trk, znan kot kilonova.
Dolgo zvonjenje: nova faza raziskovanja notranjosti nevtronskih zvezd
Zanimiva lastnost teh gravitacijskih valov je, da se njihov signal po združitvi zvezd postopoma zmanjša v amplitudi, kar povzroči “dolgo zvonjenje” signala. To pomeni, da signal postaja vse bolj “čist” in se približuje eni sami frekvenci. Rezzolla in njegova ekipa menijo, da bi lahko ta signal nudil vpogled v jedrsko snov v notranjosti nevtronskih zvezd in pomagal raziskovalcem pri določitvi “enačbe stanja”, ki opisuje obnašanje snovi pri ekstremnih gostotah in pritiskih.
Analiza signala dolgega zvonjenja bi lahko zmanjšala negotovosti v zvezi z lastnostmi snovi v nevtronskih zvezdah. Ugotovitve raziskave, objavljene v reviji Nature Communications, ponujajo nove smernice za prihodnje raziskave. Detektorji gravitacijskih valov, kot sta LIGO in Virgo, so že zaznali gravitacijske valove, vendar signal dolgega zvonjenja še ni bil zajet. Z napredkom tehnologije in prihodnjo generacijo detektorjev, vključno z LISA, se znanstveniki nadejajo, da bodo lahko zaznali ta signal in razkrili še več skrivnosti o nevtronskih zvezdah in gostih snoveh.
