Що не так із "живими мерцями" в космосі: розкрито загадку дивних зірок

Автори дослідження, опублікованого в журналі Scientific Reports, вважають, що розгадали секрет найекстремальніших мертвих зірок у Всесвіті, "серце" яких продовжує битися. За словами вчених, навіть через 50 років після відкриття нейтронних зірок повністю зрозуміти збої, що виникають в обертанні незвичайних зірок, так і не вдалося. Але тепер є цьому пояснення. Для цього вченим довелося провести спостереження за більш ніж 500 пульсарами, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Збої в серцебитті мертвих зірок

Нейтронні зірки народжуються, коли масивні зірки вмирають, коли і їхні ядра стискаються під дією власної гравітації. Залишається лише дуже щільне ядро зірки діаметром 10-20 км. Нейтронні зірки складаються майже повністю з нейтронів. При цьому молоді нейтронні зірки мають дуже швидке обертання навколо своєї осі, яке може становити до 700 обертів на секунду.

Такий різновид нейтронних зірок, як пульсари, дуже швидко обертаються і при цьому випускають зі своїх полюсів потоки випромінювання. Пульсари періодично стають яскравішими, коли їхні промені спрямовані прямо на Землю, створюючи враження, що вони пульсують. Звідси й назва цих зірок. Таку пульсацію порівнюють із серцебиттям, тож хоча це й мертві зірки, вони все ж таки живі.

Але в деяких нейтронних зірок час від часу виникають збої, тобто на короткий час швидкість обертання і передачі випромінювання збільшується. Таким чином порушується регулярність серцебиття. Причина цих збоїв давно не дає спокою вченим.

Збої пульсарів, мабуть, слідують тій самій схемі або ступеневому закону, що і землетруси на Землі. Так само, як землетруси низької магнітуди більш поширені, ніж землетруси великої магнітуди, низькоенергетичні збої відбуваються частіше у пульсарів.

Причина дивної поведінки нейтронних зірок

Вважається, що це може бути пов'язано із зоряними землетрусами або ж із крихітними квантовими вихровими потоками. Останні, як урагани, формуються в надтекучому середовищі внутрішньої частини нейтронної зірки.

Велика частина вчених вважає, що саме квантові вихори відповідають за збої в нейтронних зірках. Але не існує реального пояснення того, що може спричинити катастрофічні потоки надплинних вихорів, які можуть досягти поверхні нейтронної зірки та змусити її збільшити швидкість обертання.

Автори дослідження вважають, що надплинне ядро нейтронної зірки обертається з постійною швидкістю, але не надплинний звичайний компонент його гальмує. Результатом є сповільнення швидкості обертання нейтронної зірки через випромінювання електромагнітних імпульсів і крихітних брижів у просторі та часі, які називаються гравітаційними хвилями.

Згодом різниця у швидкості збільшується, внаслідок чого внутрішня частина нейтронної зірки викидає надтекучі вихори, що несуть момент імпульсу, прискорюючи звичайний компонент і спричиняючи збільшення швидкості обертання, яке видно як збій пульсара.

Учені створили моделювання, яке показало, що їхнє пояснення дуже близьке до того, що відбувається насправді. За словами авторів, нейтронні зірки є специфічними об'єктами, оскільки в них разом зустрічаються астрофізика, ядерна фізика та фізика конденсованого стану. Спостерігати за цими зірками складно, адже вони знаходяться дуже далеко.

Як уже писав Фокус, новий надточний пристрій допоможе у висадці на Марс і виявити темну матерію. Фізики створили новий атомний годинник, який у 2 рази точніший за минулий рекордсмен.