さまざまなねじれモードの表面パターン。拡大するにはクリックしてください
中性子星の表面での大規模な爆発は、地質学者が私たちの足の下の地球の構造を理解する方法と同様に、天文学者にその表面の内部を覗く機会を与えました。爆発は中性子星に衝撃を与え、それを鐘のように鳴らしました。次に、振動は密度の異なる層を通過します-スラッシュまたはソリッド-X線のストリーミングを変更します。天文学者は、理論上の推定と一致する、約1.6 km（1マイル）の深さの厚い地殻があると計算しました。
Max Planck Institute of AstrophysicsとNASAの米独科学者チームは、NASAのロッシX線タイミングエクスプローラーを使用して、宇宙で知られている最も密度の高い物体である中性子星の地殻の深さを推定しました。彼らは、地殻は約1.6キロメートルの深さで、密に詰め込まれているため、この材料の小さじ1杯は地球上で約1000万トンの重さになります。
この種の最初の測定は、2004年12月に中性子星が大規模に爆発したことによるものです。爆発の振動により、星の組成に関する詳細が明らかになりました。この手法は地震学、つまり地震や爆発による地震波の研究に類似しており、地球の地殻と内部の構造を明らかにします。
この新しい地震学の手法は、中性子星の内部、謎と推測の場所を探査する方法を提供します。ここでは圧力と密度が非常に強いため、コアはビッグバンの瞬間にのみ存在したと考えられている外来粒子を隠している可能性があります。
この研究は、メリーランド州グリーンベルトにあるNASAのゴダード宇宙飛行センターのトッドストロマイヤー博士と共同で行った、ガーチングのマックスプランク宇宙物理学研究所のアンナワッツ博士です。
「この爆発は、これまでに観測されたものの中で最大のものであり、本当に星に衝撃を与え、文字通り鐘のように鳴り始めたと思います」とStrohmayer氏は語った。 「爆発で発生した振動は、かすかなですが、これらの奇妙なオブジェクトが何でできているかについて非常に具体的な手がかりを提供します。ベルのように、中性子星のリングは、波がスラッシュまたはソリッドの異なる密度の層をどのように通過するかに依存します。」
中性子星は、太陽よりも数倍も重い星の核のままです。中性子星には、直径約20キロの球体に詰め込まれた約1.4の太陽質量の物質が含まれています。 2人の科学者は、星座射手座の地球から約40,000光年離れたところにあるSGR 1806-20という名前の中性子星を調べました。オブジェクトは、マグネターと呼ばれる高磁気中性子星のサブクラスにあります。
2004年12月27日、SGR 1806-20の表面で前例のない爆発が起こりました。これは、太陽系の外から見た中で最も明るい出来事です。ハイパーフレアと呼ばれる爆発は、星の強力な磁場の突然の変化によって引き起こされ、地殻に亀裂が入り、恐らく巨大な地震が発生しました。このイベントは、ロッシエクスプローラーを含む多くの宇宙天文台によって検出され、X線の光が放射されていることが観察されました。
StrohmayerとWattsは、振動は星の地殻内の全体的なねじれ振動の証拠であると考えています。これらの振動は、ロープを介して移動する波のように、地球の地震中に観測されたS波に類似しています。彼らの研究は、イタリアの国立天体物理学研究所のGianLucaイスラエル博士によるこの音源からの振動の観測に基づいており、ハイパーフレア中にいくつかの新しい周波数を発見しました。
その後、ワッツとストロマイヤーは、ハイパーフレアも記録した太陽観測所であるNASAのラマティ高エネルギー太陽分光画像装置を使用して測定を確認し、地殻を垂直に横切る波を示す625 Hzの高周波振動の最初の証拠を発見しました。
周波数の豊富さ-単一の音符とは対照的に、和音のように-科学者は中性子星クラストの深さを推定することができました。これは、星の地殻の周りを移動する波と、星を放射状に移動する波の周波数の比較に基づいています。中性子星の直径は不確かですが、直径約20 kmの推定に基づくと、地殻は約1.6 kmの深さになります。この数値は、観測された周波数に基づいており、理論的な推定値と一致しています。
スター地震学は、多くの中性子星の特性を決定するための大きな期待を持っています。 StrohmayerとWattsは、1998年の調光器のマグネターハイパーフレア（SGR 1900 + 14から）のアーカイブされたロッシデータを分析し、地殻の厚さを決定するのに十分な強さではありませんが、ここでも証拠の振動を発見しました。
X線で検出されたより大きな中性子星の爆発は、星の中心にある物質の性質など、より深い秘密を明らかにする可能性があります。エキサイティングな可能性の1つは、コアに無料のクォークが含まれる可能性があることです。クォークは陽子と中性子の構成要素であり、通常の状態では常に互いに緊密に結合しています。自由クォークの証拠を見つけることは、物質とエネルギーの本質を理解するのに役立ちます。大規模な粒子加速器を含む地球上の研究所は、自由クォークを明らかにするために必要なエネルギーを生成することができません。
「中性子星は、極端な物理学の研究にとって素晴らしい実験室です」とワッツ氏は語った。 「私たちは1つを開けることができるようになりたいと思っていますが、それはおそらく起こらないので、中性子星に対するマグネターハイパーフレアの影響を観察することがおそらく次善の策です」
元のソース：Max Planck Society
