Kilatan pasang surut dari bintang neutron dapat mengindikasikan penggabungan yang mendekat

Para peneliti telah mengembangkan cara baru untuk memprediksi beberapa penggabungan paling dahsyat di alam semesta.

Lautan partikel bermuatan tinggi yang mengelilingi bintang neutron dapat mengalami gelombang pasang ketika inti bintang neutron yang sangat padat berputar ke arah satu sama lain atau ke dalam lubang hitam. Para peneliti menemukan bahwa gelombang pasang muncul sebagai kilatan radiasi elektromagnetik yang teratur, yang dapat berfungsi sebagai sistem peringatan dini untuk mendekati penggabungan.

Bintang neutron bisa dibilang merupakan hal paling ekstrem di alam semesta. Ya, lubang hitam mungkin lebih eksotis, tetapi relatif sederhana – hanya saja banyak dan banyak keuletan. Sebaliknya, bintang neutron pada dasarnya adalah inti atom raksasa, dan ini hadir dengan banyak fisika kompleks yang menarik yang tidak dapat dimiliki oleh lubang hitam.

Sebuah bintang neutron yang khas hanya berdiameter beberapa kilometer, namun beratnya bisa beberapa kali massa Matahari. Itu hampir seluruhnya terbuat dari neutron (karena itu namanya) tetapi mengandung kelompok elektron lepas, proton, dan ion inti berat. Mereka lahir dari supernova – ledakan besar, bintang sekarat – dan beberapa dari mereka dapat menjadi tuan rumah medan magnet terkuat di seluruh alam semesta.

Kulit terluar bintang neutron diperkirakan terdiri dari elektron superfluida dan neutron yang memberi jalan pada kisi kristal saat mendekati permukaan. Terakhir, ada lautan—lapisan elektron cair, neutron, dan ion dengan kedalaman 10 hingga 100 meter (33 hingga 330 kaki).

Bagian dalam bintang neutron adalah yang paling misterius, karena tekanan dan kerapatannya begitu kuat sehingga melebihi pengetahuan fisika kita saat ini. Beberapa model menunjukkan bahwa inti hanyalah massa homogen neutron, sementara yang lain menyiratkan bahwa neutron sendiri meluruh menjadi quark penyusunnya. Di luar inti bagian dalam terdapat massa neutron yang keras dan lunak yang perlahan-lahan bertransisi menjadi pola yang lebih kompleks, seperti gumpalan dan filamen, yang secara kolektif dikenal sebagai pasta nuklir.

READ  Earth to Voyager 2: Setelah setahun dalam kegelapan, kami dapat berbicara dengan Anda lagi

Mengamati perilaku aneh bintang neutron
Sifat materi yang sangat aneh dalam kondisi ini – Anda biasanya tidak menemukan neutron superfluida di sekitarnya – memungkinkan bintang neutron menjadi kandidat utama untuk mempelajari fisika ekstrem. Gagasan ini telah diperkuat sejak penemuan GW 170817, sinyal gelombang gravitasi yang terdeteksi bersama dengan emisi elektromagnetik dari dua bintang neutron yang bergabung. Penemuan bersama, yang disebut astronomi multimodal, memungkinkan fisikawan untuk menyelidiki jantung bintang neutron yang belum pernah ada sebelumnya.

Tetapi sejak penemuan gelombang gravitasi pertama pada tahun 2017, kami belum melihat peristiwa penggabungan bintang neutron lainnya — yang membuat frustrasi, karena bintang neutron adalah salah satu laboratorium alam terbaik untuk menguji fisika energi tinggi.

Tapi sekarang, cara baru mengamati perilaku aneh bintang neutron mungkin berarti kita tidak perlu menunggu lebih lama lagi. Karya baru, yang diterbitkan pada bulan Mei di database pracetak arXiv, berfokus pada lautan bintang neutron, yang, bersama dengan elektron dan neutron bebas, juga dapat mengandung karbon, oksigen, dan besi. Meskipun lautan relatif dangkal dibandingkan dengan kedalaman penuh bintang neutron, itu adalah lapisan terluar (tidak termasuk “atmosfer” yang sangat tipis) dan bagian dari bintang neutron yang paling mudah berinteraksi dengan alam semesta luar. Secara khusus, para peneliti telah menemukan bahwa lautan dangkal ini dapat mendukung pasang surut, seperti halnya lautan di Bumi. Tetapi menaikkan gelombang pada bintang neutron membutuhkan banyak gravitasi untuk mengatasi semua gravitasi yang kuat itu. Pasang surut muncul pada bintang neutron hanya ketika bintang neutron cukup dekat dengan objek padat dan padat, seperti bintang neutron lain atau lubang hitam.

Untungnya, jenis pasangan biner ini relatif umum, karena bintang cenderung terbentuk dalam beberapa sistem dan kemudian melanjutkan siklus hidupnya, akhirnya meninggalkan kelompok lubang hitam dan bintang neutron. suar aneh
Ketika sebuah bintang neutron mulai bergabung dengan bintang neutron atau lubang hitam lainnya, objek-objek tersebut perlahan-lahan menghabiskan beberapa tahun ke arah satu sama lain. Saat berputar, gelombang gravitasi membawa energi menjauh dari sistem, membawa pasangan lebih dekat. Akhirnya, di saat-saat terakhir, penggabungan berakhir dalam hitungan detik.

READ  Badai Matahari: Badai matahari yang berbahaya kemungkinan akan menghantam Bumi hari ini. Layanan seluler dan energi mungkin terpengaruh

Tetapi sebelum itu terjadi, pendamping yang mengorbit dapat memicu kaskade pasang surut pada bintang neutron. Pasang surut ini dapat mempertahankan frekuensi hingga 100MHz dan membawa energi hingga 10^29 joule. Untuk memberi gambaran betapa hebatnya angka ini, setiap tahun seluruh umat manusia hanya menggunakan 10^20 joule. Gelombang pasang resonansi dari satu bintang neutron memiliki energi lebih besar dari seluruh energi keluaran kecerahan matahari selama 10.000 tahun. Tidak seperti gelombang laut, pasang surut ini terdiri dari lautan plasma. Muatan listrik yang kuat berarti bahwa ketika pasang surut, mereka dapat memancarkan semburan radiasi elektromagnetik yang kuat, yang bagi kita dapat tampak sebagai kilatan sinar-X dan sinar gamma.

Berdasarkan perhitungan mereka, para peneliti memperkirakan bahwa observatorium luar angkasa, seperti Teleskop Luar Angkasa Fermi Gamma-Ray dan Teleskop Spektroskopi Nuklir (NuSTAR), dapat mendeteksi beberapa inspirasi bintang neutron setiap tahun dan sinyal-sinyal ini akan muncul hingga beberapa tahun. sebelum penggabungan terakhir. Dengan peringatan semacam ini, para astronom dapat melengkapi teleskop dan observatorium mereka sehingga mereka siap untuk menangkap momen penggabungan itu sendiri dan mencari data yang lebih berharga tentang gelombang elektromagnetik dan gravitasi.

Ringkasan berita:

  • Kilatan pasang surut dari bintang neutron dapat mengindikasikan penggabungan yang mendekat
  • Cek semua berita dan artikel dari yang terbaru berita luar angkasa pembaruan.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *