Måske Neutron Stars 'Glitch Out' så meget, fordi de er fulde af suppe



Når din computer glir, fryser skærmen muligvis i nogle få sekunder, før den hurtigt springer foran for at rette sig selv. Når en neutronstjerne glider, meget den samme ting sker – undtagen i dette tilfælde er skærmen et hvirvlende magnetfelt 3 billioner gange størrelsen på Jordens.

Neutron stjerner – tætte, hurtigt spinnende lig af engang-gigantiske stjerner, der pakker ca. 1,5 gange solens masse ind i en kugle med en diameter på omtrent så længe som Manhattan – er altid forvirrende. Men de ca. 5% af neutronstjerner, der er kendt for at "glemme", eller pludselig spin hurtigere uden nogen åbenbar grund, før de bremser til deres normale hastighed, er især underlige.

Hvad får nogle neutronstjerner pålideligt til at glide ud i nogle få sekunder hvert par år, mens andre tilsyneladende aldrig falder ud af trin? Forskere har fundet et dusin forskellige modeller for at forsøge at besvare dette spørgsmål, men er stadig lysår væk fra en enighed. Nu, et papir, der blev offentliggjort i går (12. august) i tidsskriftet Naturastronomi genanalyserer en stjernefejl i 2016 for at give et nyt perspektiv på fænomenet – og den nye tilgang involverer suppe (mere om det på et minut).

Relaterede: 101 astronomibilleder, der vil sprænge dit sind

Til papiret kiggede forskerne på en nærliggende neutronstjerne kaldet Vela pulsar, der kredsede omkring 1.000 lysår fra Jorden og spinder normalt ca. 11 gange i sekundet. (EN pulsar er en neutronstjerne, der roterer så hurtigt, at når det observeres med radioteleskoper fra Jorden, synes dets magnetfelt at pulse som et strobelys.) Vela, en tæt, død stjerne, er kendt for pålideligt glitching hvert tredje år eller deromkring, og det blev fanget hurtigere senest i 2016.

Ved nøje at analysere dette fejl i 2016 opdagede forskerne, at Vela's spin blev ændret i tre forskellige faser. Først spin forsinket betydeligt i et par sekunder; derefter skyndte den sig eksponentielt op i cirka 12 sekunder, før den til sidst bremsede tilbage til sit normale tempo et minut senere.

Undersøgelsesforfatterne sagde, at disse forskellige faser antyder, at neutronstjerner har tre indre komponenter, der bidrager til en fejl: en stiv skorpe af ioner forbundet i et gittermønster, en roiling "suppe" af frit flydende neutroner, der danner stjernens flydende indre skorpe, og en hyper-tæt kerne lavet af protoner, neutroner og muligvis mere eksotiske partikler. (Ingen ved virkelig hvad der er centret i en neutronstjerne endnu.)

Normalt, skriver forskerne, skal alle tre lag af stjernen dreje uafhængigt af hinanden og i forskellige hastigheder – men under en fejl er det sandsynligt, at de forskellige komponenter griber fat på hinanden på usædvanlige måder. Ifølge en model starter det, når det suppende midterste lag af neutroner parrer sig med den langsommere bevægende skorpe, og overfører dens momentum udad og får stjernen til at pulse hurtigere. Snart klæber den tætte væske ved stjernens kerne imidlertid på det midterste lag og bremser alt ned igen.

Denne forklaring passer til Vela's glitrende opførsel, skrev forfatterne. Stjernens indledende afmatningsfase er imidlertid en anden historie. Ifølge hovedundersøgelsesforfatter Greg Ashton, en lektor ved Monash University i Melbourne, Australien, er Vela's afmatning 2016 "første gang [this phenomenon] er nogensinde blevet set ”i en glitrende stjerne.

"Vi har faktisk ingen idé om, hvorfor det er," Ashton sagde det i en erklæring.

Denne foreløbige afmatning kan være en type udløsende begivenhed, der fører til alle neutronstjernefejl; Men uden andre data, der understøtter denne hypotese lige nu, kunne afmatningen lige så let være en engangsanomali. Du kan endda kalde opdagelsen en fejlfinding … men lad os ikke komplicere tingene for meget.

Oprindeligt offentliggjort den Live videnskab.