تعتبر النجوم النيوترونية أكثر أشكال المادة كثافة في عالمنا (الثقوب السوداء تحشر المزيد من الأشياء في مساحة أصغر ، وهي ليست كذلك واضح إذا كانت هذه الأشياء لا تزال “المسألة”). يتم إنتاج نجم نيوتروني من قبل انهيار النجم النجم ، الذي تشنج كتلة أكثر قليلا من شمسنا في كرة حوالي 20 كيلومترا عبر.
في هذه الكثافة ، لا تفعل الأشياء أشياء غريبة. النماذج القائمة على تشير الاعتبارات النظرية إلى وجود “قشرة” مميزة التي تقع فوق سطح سائل من الجزيئات دون الذرية ، لكنها ليست كذلك كما يمكننا زيارة واحدة وتأكيد هذا. الآن ، لقد فعل الباحثون الشيء التالي الأفضل: لقد رتبوا لتلسكوب التحديق في أ نجم نيوتروني لمدة ثلاث سنوات ، في انتظار أن يخضع لـ “خلل” في سلوكها الطبيعي. النتائج تعطينا واحدة من أولى مباشرة لدينا اختبارات النماذج المتنافسة لما تحت سطح أ النجم النيوتروني.
خلل
بينما يتكون النجم النيوتروني أساسًا من النيوترونات (duh!) ، هناك أيضا البروتونات الموجودة في المناطق الداخلية. كل الجسيمات هناك تشكل سائل ، والتي يمكن أن تتدفق دون أي احتكاك. ال تدفق هذه الجسيمات المشحونة داخل النجم يمكن أن تخلق مجال مغناطيسي مكثف ، مجال يمكنه تسريع الجزيئات المشحونة بالقرب من النجم ويسبب لهم انبعاث الفوتونات. دوران سريع لل النجم يعني أن هذه الطائرات من الجزيئات المشحونة تجتاح كبيرة مساحة الفضاء مع الفوتونات التي ينتجونها. على الأرض ، ونحن نرى هذا كما ومضة الضوء التي تظهر من نفس المصدر عدة مرات أ الثانية – النجم النابض. نبضات الفوتونات التي تعطي هؤلاء النجوم اسم يصل مع هذا انتظام أننا استخدمناها ك اختبار دقيق للغاية للنسبية.
لكن الانتظام له حدوده. نفس المغناطيسية الحقول التي تشغل النجوم النابضة تنتج قليلاً من السحب أثناء اكتساحها عبر البيئة ، وإبطاء النابض تدريجيا. و اقترح علماء النظريات أن النجوم النيوترونية يمكن أن “خلل” ، تعاني من تسريع مفاجئ. يحدث هذا بسبب الحركة في الداخلية للنجم ، والتي يمكن أن تتبادل الزخم بين superfluid هناك والقشرة المحيطة به. حتى الآن ، ومع ذلك ، لدينا بقي فهم مواطن الخلل مقتصراً على النظرية.
لفهم مواطن الخلل ، رتب فريق من علماء الفلك لتتبع بولسار فيلا لمدة ثلاث سنوات باستخدام اثنين من الراديو التلسكوبات (مرصد ماونت بليزانت في تسمانيا و مرصد سيدونا في القارة الأسترالية). خلال هؤلاء الثلاثة سنوات ، لاحظ علماء الفلك مجموعة كبيرة من خلل واحد. في أولاً ، تمكنوا من التقاط كل الخلل وكل نبضة أحاط بها ، جنبا إلى جنب مع استقطاب الضوء في كل منها نبض.
واستمر هذا الحدث مجرد جزء من الثانية وكان مقدما من قبل نبض ضعيف وواسع جدا. تسعين ميلي ثانية في وقت لاحق ، عندما كان من المتوقع وصول النبض التالي ، لم يحدث شيء. القليلة المقبلة كانت البقول ضعيفة ولم تكن هناك إشارة قوية على وجودها الاستقطاب الذي شوهد في البقول التي وصلت قبل glitch. التحقق من خلال 100000 نبض تم تسجيلها خلال أظهرت ملاحظاتهم أنه لا يوجد شيء مثل هذا السلوك في التسجيلات.
مسابقة نموذجية
وكشف تحليل البيانات المحيطة خلل أن متوسط طول الفترة الزمنية بين البقول قد زاد تدريجيا بضع ثوان قبل خلل. ويشير الباحثون إلى أن هذا هو نتاج التغييرات في المناطق الداخلية من النجم النيوتروني ، باعتباره أصبحت دوامة الفائق “غير مأهولة” من القشرة فوقه. ال كان التغيير في التوقيت إما عملية نقل الزخم إلى القشرة أو نتيجة دوامة تغيير التدفق المغناطيسي خطوط النجم النيوتروني.
بشكل حاسم ، هذه المرة (4.4 ثانية) يمكن التنبؤ بها من قبل معادلة الحالة التي نستخدمها لوصف الظروف داخل أ النجم النيوتروني. و 4.4 ثانية على ما يبدو متسقة مع المعادلة تسمى نموذج hadronic يعتمد على الكثافة ، وهذا يعني أن هذه هي فرصتنا الأولى لاختبار بعض النماذج التي شرح خلل ضد البيانات في العالم الحقيقي.
لسوء الحظ ، بما أن هذا العمل واضح للغاية ، فإن مواطن الخلل نادرة الأحداث ، ويستغرق الكثير من الوقت لالتقاط جميع البيانات ذات الصلة لهم. نتيجة لذلك ، من المحتمل أن يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن نتمكن من ذلك لديك ملاحظات إضافية توفر اختبارات إضافية وتخبرنا ما إذا كان سلوك فيلا هو نموذجي من النجوم النابضة. لكن الفرصة لقشر القشرة وإلقاء نظرة على الظروف الغريبة داخل ربما يكون النجم النيوتروني مغرًا بما يكفي لضمان ذلك سوف يحدث.
Nature ، 2018. DOI: 10.1038 / s41586-018-0001-x (About دويس).
