ランピー中性子星は重力波を生成することができます

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中性子星の新しいシミュレーションは、それらが予測されたほど滑らかではないことを示唆しています。この変動は重力波を生成し、宇宙へと伝播する可能性があり、地球上で検出される可能性があります…

中性子星は、超新星として爆発した後の巨大星の残骸です。高密度のコアは背後に残り、高速で回転し、中性子のみで構成されます。彼らには巨大な重力場があり、太陽と同じくらいの質量があると考えられていますが、直径はわずか20 kmです。巨大な太陽の前身の角運動量を保存しているため、非常に小さいため、毎秒数百回回転すると予想されます。

しかし、これらの奇妙なオブジェクトをどのように検出できますか?たとえば、中性子星の極から放出される高エネルギーの光子のビームである灯台のように回転するとき、それらは非常に放射するパルサー(または、おそらく「マグネター」)として見られ、地球を通過する放射のビームを点滅させます。しかし、彼らが時空に及ぼす影響はどうですか?これらの巨大な体は重力波を生み出すことができますか? (注:重力波は、大気の「重力波」とはまったく異なる生き物です。)

シーンを描くには:スイミングプールで完全に球形のボールを回転させることを想像してみてください。ボールが完全に静止している(上下に揺れていたり、ドリフトしていない)場合、その軸を中心に回転するだけで、プールに波紋は見られません。したがって、プールの波紋を測定する機器は、回転するボールの存在を検出しません。次に、球形ではないオブジェクト(ラグビーボールやアメリカンフットボールなど)をプールで回転させます。このオブジェクトが回転すると、表面の不規則性(つまり、尖った端)により、不規則なオブジェクトが回転するたびに波が発生します。リップル計器は、プール内のボールの存在を検出します。

これは、中性子星からの重力波を検出しようとする科学者が直面している問題です。それらが滑らかなオブジェクトである場合(おそらく球形であるか、スピンによりわずかに平坦化されている場合)、それらは時空に波紋を生成することができず、したがって検出されません。一方、不規則な形状の回転体であり、表面に不均一性(塊または「山」)が存在する場合、重力波が発生することがあります。しこりは、回転ごとに時空の変動を一掃します。これは問題ありませんが、中性子星はでこぼこですか?

まあ、見通しはあまり良くありません。重力波を観測するために設定された時空の「リップル」検出器は、これまでのところ、これらの急速に回転する中性子星の兆候を検出していません。これは、私たちが使用している技術が重力波を検出するのに十分な感度を持っていないか、中性子星が自然に滑らかであり、そもそも重力波を生成できないことを意味します。

オーストラリアのメルボルン大学の研究者であるマティアスヴィゲリウスとアンドリューメラトスは、自然に塊である中性子星のいくつかのタイプが検出される可能性があるという新しい希望を持っていると考えています。新しいコンピューターモデリングテクニックを使用して、ペアは、中性子星表面の小さな変化でも検出可能な重力波を生成すると信じています。しかし、これらのしこりはどのように形成されますか?多くの場合、星は連星系の一部として進化します(つまり、2つの星が共通の重心を周回します)。中性子星を残して超新星として死ぬと、強い重力場によってその伴星からガスが奪われます。ガスが中性子星に注がれると、強い磁場が入ってくるガスに構造的サポートを与え、中性子星表面の上に座っている過熱プラズマの電子-陽子混合を作り出します。中性子星の磁極に形成された塊は、恒星が回転するたびに星を一周する長命の特徴になります。 VigeliusとMelatosは、レーザー干渉計重力波天文台(LIGO)などの検出器は、不規則な形状の中性子星のこの特徴的な兆候を検出できる可能性があると考えています…。時間内に。

まだ、これらの「塊の」中性子星は検出されていませんが、継続的な観測(露出時間)を通じて、地球ベースの重力波観測所が最終的に信号を受信することが期待されています。

出典:RAS、New Scientist

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