Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vzhledem k tak obrovským tlakům a hustotám, které stlačují i atomy a protony a elektrony přeměňují na neutrony, by se dalo předpokládat, že neutronové hvězdy mají téměř dokonale hladký povrch. Ve skutečnosti na nich ale zřejmě mohou existovat „hory“.
Viz také: Maličké hory na neutronových hvězdách
Díky studiu pulsarů dnes víme, že neutronové hvězdy jsou geologicky aktivní. Silná magnetická pole neutronové hvězdy mohou generovat paprsky rádiového záření. Ve směru k nám je můžeme pozorovat jako pravidelné pulzy. Tyto pulzy jsou extrémně pravidelné a v průběhu času se postupně je nepatrně zpomalují spolu s tím, jak neutronová hvězda ztrácí rotační energii. Čas od času však pulsar zaznamená malý nárůst rotace. To je zřejmě způsobeno posunem hvězdné kůry, který vyvolá „hvězdotřesení“.
Stejně jako na Zemi a jiných geologicky aktivních světech dochází k růstu a poklesu hor, děje se to i na neutronových hvězdách. Rozložení a rozsah těchto pohoří však závisí na vnitřní struktuře neutronových hvězd, které zatím plně nerozumíme. Nová studie se zabývá právě touto otázkou. Publikována byla prozatím bez oponentury/recenze na preprintovém serveru arXiv.
Má-li neutronová hvězda pohoří nebo jinou deformaci, která není osově symetrická, pak by rotace neutronové hvězdy generovala gravitační vlny. Ty zatím nedokážeme detekovat, ale budoucí observatoře gravitačních vln by mohly, protože budou disponovat větší citlivostí. Charakter těchto gravitačních vln bude samozřejmě záviset na rozložen a měřítku příslušných pohoří.
Pro představu o možné povaze povrchu neutronových hvězd autoři studie připojili pro srovnání popisy toho, jak vypadá povrch známých světů, především Merkuru a Enceladu. Merkur má tenkou kůru nad velkým kovovým jádrem a na povrchu „jizvy“ v podobě laloků. Ty jsou pravděpodobně způsobeny tlakovým namáháním při ochlazování nitra Merkuru. Naproti tomu Enceladus má tenkou ledovou kůru nad vrstvou oceánu a jeho hory mají vzor „tygřích pruhů“. Jiné ledové měsíce, například Europa, vypadají ještě jinak. Nicméně všechny tyto světy mají „hory“, tedy povrch zvlněný v důsledku interakcí mezi kůrou a nitrem.
Jednou z věcí, kterou autoři nové studie zjistili, bylo, že pokud existuje velkoškálová anizotropie na kůře neutronových hvězdy, podobající se např. jizvám na Merkuru, gravitační vlny jimi generované těmito nerovnostmi by se mohly použít i ke stanovení horní hranici rychlosti rotace neutronových hvězd.
Je třeba ale dodat, že struktura neutronových hvězd a jejich povrch mohou být být velmi různorodé. Neutronové hvězdy nejsou stejné. Některé tak mohou mít rysy kůry podobné Merkuru, zatímco jiné budou podobné Europě nebo Enceladu. Pozorování gravitačních vln generovaných neutronovými hvězdami by nám ale i pak mohlo umožnit lépe pochopit jejich rozmanitost.
Srovnání povrchu Merkuru (vlevo) a Enceladu (vpravo). Credit: Vlevo: Nicolle Rager Fuller, National Science Foundation. Vpravo: NASA/JPL-Caltech
J. A. Morales et al, Anisotropic neutron star crust, solar system mountains, and gravitational waves, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2309.04855
Zdroj: Brian Koberlein: Researchers: If neutron stars have mountains, they should generate gravitational waves, UniverseToday.com/Phys.org
