Как именно выглядит внутренняя часть нейтронной звезды?
Нейтронная звезда-это то, что остается после того, как массивная звезда становится сверхновой. Это плотно упакованное, сверхплотное тело, состоящее—как вы уже догадались-из нейтронов. Вообще-то, это не совсем так.
Математические модели показывают, что нейтронные звезды состоят из слоев, и в этих слоях есть вещи, отличные от просто нейтронов.
Но когда вы смотрите глубже в нейтронную звезду, вы видите все больше и больше плотно упакованных нейтронов, и меньше всего остального. Как только вы доберетесь до ядра, это в основном нейтроны.
Но именно "заглянуть глубже в нейтронную звезду" - вот в чем проблема. Никто никогда не видел его изнутри.
Астрономы застряли, наблюдая внешний вид нейтронных звезд с расстояния, чтобы попытаться понять их. Физические и математические модели помогают, но ничто не может заменить реальное наблюдение.
К счастью, иногда нейтронные звезды страдают "глюками", и эти глюки дают возможность узнать что-то об этих сверхплотных телах.
Нейтронные звезды вращаются. Они также могут испускать электромагнитное излучение от своих полюсов, и когда это излучение периодически направлено на Землю во время вращения звезды, мы можем видеть лучи. Эти нейтронные звезды называются пульсарами.
По большей части это вращение очень регулярное и очень быстрое. Но иногда они вращаются быстрее, и это происходит, когда части внутренней части звезды движутся к внешней.
На краткий астрономический момент этот сбой может позволить астрономам получить некоторое представление об этих запутанных объектах.
В 2016 году астрономы использовали Mt. Телескоп, который наблюдал за поломкой пульсара Вела. Пульсар Вела находится примерно в 1000 световых годах отсюда, в созвездии Вела.
Это самый яркий пульсар в небе на радиочастотах, а также самый известный из всех Глюк-пульсаров. Только около 5% пульсаров глючат, а Vela глючит примерно каждые три года.
Эта нейтронная звезда, которая, как и все нейтронные звезды, имеет всего несколько километров в диаметре, обычно вращается со скоростью около 11 раз в секунду. Но во время сбоя 2016 года вращение звезды ускорилось. Это был первый раз, когда он был замечен глюк в прямом эфире.
Основной вывод повторного анализа заключается в том, что глюк-это больше, чем простое увеличение скорости вращения. Звезда быстро закрутилась вверх, прежде чем расслабиться до скорости Глюка.
По словам авторов, поведение Велы во время Глюка дало им возможность заглянуть в состав внутренней части нейтронной звезды.
Они называют этот феномен перехлестом. По словам ученых, другие исследователи предсказывали это в своих записях, но этого не наблюдалось.
Но во время живых наблюдений Vela в 2016 году вращающаяся нейтронная звезда продемонстрировала еще одно странное поведение: до сбоя она фактически замедлилась. Это то, что никогда не наблюдалось раньше.
“Непосредственно перед сбоем мы заметили, что звезда, кажется, замедляет скорость своего вращения, прежде чем вернуться обратно”, - сказал доктор Эштон. “На самом деле мы понятия не имеем, почему это так, и это первый раз, когда это когда-либо видели.”
“Это может быть связано с причиной сбоя, но мы честно не уверены”, - сказал Эштон.
Это исследование является новой частью головоломки, когда речь заходит о нейтронных звездах. Они называют замедление, которое предшествует раскрутке, "анти-глюком".За анти-глюком следует “промах", который был предсказан доктором Грабером и другими. Затем, есть расслабление вплоть до фактической скорости Глюка.
Эта трехступенчатая последовательность ранее не наблюдалась в полном объеме. Ученые считают, что эта трехступенчатая модель для глюков является важным открытием.
В заключение они говорят: “во время сбоя 2016 года пульсар Vela впервые закрутился вниз. Через несколько секунд он быстро закрутился вверх, прежде чем, наконец, закрутился вниз с экспоненциальным временем релаксации ? 60 С. Эта модель в значительной степени предпочтена простому шаговому Глюку или одному с единственным событием раскрутки.”
Это наблюдение за анти-глюком, который является ключевым. Если астрономы способны наблюдать другие пульсары, ведущие себя подобным образом, то они могут проверить предсказания против них.
Но на данный момент есть только один наблюдаемый пример анти-Глюка. Без дополнительных данных наблюдений ученые ограничиваются моделями.
Как отмечают ученые: “подобные анализы, представленные здесь, оценивают только относительные доказательства моделей. Кроме того, даже самые лучшие подходящие модели, протестированные здесь, не объясняют все функции в данных.”
Ученые подозревают, что их анализ позволит вновь разжечь новые наблюдения и исследования нейтронных звезд и их глюков, а также вдохновить на некоторые новые теории.
