Martwe gwiazdy mogą wytwarzać intensywne błyski światła dzięki sile samej grawitacji, wykazali badacze. Zrozumienie tego zjawiska może ujawnić nowe spostrzeżenia na temat niektórych z największych, najbardziej tajemniczych eksplozji we wszechświecie.
Gwiazdy neutronowe należą do najdziwniejszych obiektów we wszechświecie. Te zapadnięte jądra masywnych gwiazd są niesamowicie gęste, mieszcząc masę większą niż całe słońce ściśnięte w objętości miasta. Są zbudowane niemal w całości z neutronów połączonych ze sobą — zasadniczo gwiazdy neutronowe są największymi jądrami atomowymi w kosmosie. Ze względu na tę niesamowitą gęstość mają przyciąganie grawitacyjne przewyższające jedynie czarne dziury. Ich grawitacja jest na tyle silna, że może wciągnąć światło na orbity wokół gwiazdy i przyspieszyć pobliskie obiekty do prędkości bliskiej prędkości światła.
Mimo swojej nazwy gwiazdy neutronowe nie są całkowicie neutralne. Utrzymują pewien ładunek elektryczny, a w połączeniu z szybkim obrotem gwiazdy — najszybsze obracają się szybciej niż blender kuchenny — mogą zasilać naprawdę ogromne pola magnetyczne — w niektórych przypadkach najpotężniejsze pola magnetyczne we wszechświecie.
Połączenie silnych pól magnetycznych i niezwykle silnego środowiska grawitacyjnego może prowadzić do dziwnych nowych zjawisk fizycznych, wyjaśnili naukowcy w artykule, który został przesłany do bazy preprintów arXiv w czerwcu, ale nie została jeszcze zrecenzowana.
Jedną z ciekawych nowych możliwości, którą badali naukowcy, jest zdolność gwiazd neutronowych do emitowania krótkich, ogromnych błysków światła zasilanych powaga samo w sobie. Błyski wykorzystują zjawisko znane jako rezonans, w którym mechanizm spustowy stale pompuje energię do układu o odpowiedniej częstotliwości, aby nadal się wzmacniać. Rezonans pojawia się w całej fizyce. Być może najbardziej znanym przykładem jest struna gitary: gdy jest szarpana, tworzy rezonans z pudłem gitary, aby dramatycznie wzmocnić swój własny dźwięk.
Powiązany: Fizycy chcą wykorzystać fale grawitacyjne, aby „zobaczyć” początek czasu
W przypadku gwiazd neutronowych silne pola magnetyczne wokół nich generują ogromną liczbę fotonów, podstawowych cząstek światła. Zazwyczaj te fotony rozpraszają się i rozpraszają, dodając do ogólnego blasku gwiazdy neutronowej.
Ale szybko obracająca się gwiazda neutronowa może generować fale grawitacyjnektóre są zmarszczkami w strukturze czasoprzestrzeni. Astronomowie wykryli już fale grawitacyjne pochodzące ze zderzeń czarnych dziur i gwiazd neutronowych, ale te fale napędzane obrotem miałyby znacznie wyższą częstotliwość. Byłyby o wiele za słabe, aby można je było wykryć z Ziemi, ale mogłyby przenosić energię z gwiazdy neutronowej do regionu, w którym pola magnetyczne generują fotony i, jeśli warunki są odpowiednie, wyzwalać rezonans.
Gdyby fale miały odpowiednią częstotliwość, mogłyby wzmacniać fotony, które kaskadowo przechodziłyby przez złożoną serię kanałów, aby wytworzyć jeszcze więcej fotonów bezpośrednio z pola grawitacyjnego. Proces ten narastałby sam w sobie, aż rozpadłby się, uwalniając wybuch promieniowania.
Naukowcy uważają, że niektóre dziwne eksplozje astrofizyczne, takie jak rozbłyski gamma I szybkie serie radiowemoże być napędzane przez ten rezonans grawitacji i światła. Zależy to od tego, jak dobrze grawitacja może bezpośrednio łączyć się ze światłem i wytwarzać fotony — co, jak wiemy, jest niezwykle rzadkie, ale nie niemożliwe.
Naukowcy wykorzystali znane błyski gwiazd neutronowych, aby określić ograniczenia związku między grawitacją i światłem, pokazując w ten sposób, że te potężne eksplozje stanowią naturalne laboratorium do testowania niektórych z najbardziej nieoczekiwanych oddziaływań we wszechświecie.
