Neutronske zvezde su izuzetno gusti ostaci masivnih zvezda nastali nakon eksplozija supernova. Građene su pretežno od neutrona- subatomskih, električno neutralnih čestica. Kada se dve neutronske zvezde sudare one proizvode snažne gravitacione talase.

Prema opštoj teoriji relativnosti, određeni kosmički procesi ne izazivaju samo oscilatorna pomeranja mase, već i trajne deformacije prostor-vremena, poznate kao memorija gravitacionih talasa. Ovaj fenomen predstavlja dugotrajni „otisak” koji gravitacioni talasi ostavljaju nakon prolaska.

Salvador Dali- Postojanost pamćenja

Istraživači sa Univerziteta Ilinois u Urbana-Šampejnu, Akademije u Atini, Univerziteta u Valensiji i Državnog univerziteta Montkler su proučavali efekte memorije gravitacionih talasa nastale prilikom spajanja neutronskih zvezda. Njihov rad, objavljen u časopisu Physical Review Letters, pokazuje da magnetna polja, neutrini i izbačena materija značajno doprinose ovom efektu.

„Uprkos ogromnom napretku u detekciji gravitacionih talasa, još uvek postoje aspekti opšte relativnosti koji nikada nisu direktno posmatrani i koji su tek nedavno teorijski razjašnjeni”, izjavio je Antonios Cokaros, profesor Univerziteta Ilinois i vođa istraživačkog tima.

Dok se očekuje da binarni sistemi crnih rupa proizvode gravitacione talase sa najvećim luminozitetom, a samim tim i najizraženiji efekat memorije, binarne neutronske zvezde doprinose dodatnim izvorima energije- elektromagnetnim zračenjem, emisijom neutrina i izbacivanjem barionske materije, što ne postoji kod sudara crnih rupa.

Cilj istraživača je bio da kvantifikuju doprinose magnetnih polja, neutrina i izbačene maukupnom efektu memorije gravitacionih talasa. Koristeći napredne numeričke simulacije, modelovali su spajanja neutronskih zvezda sa različitim jačinama i topologijama magnetnih polja, pri čemu su u nekim slučajevima registrovali i intenzivnu emisiju neutrina.

Rezultati su pokazali da memorija gravitacionih talasa zavisi od mase binarnog sistema, jednačine stanja neutronske zvezde (odnosno termodinamičkih osobina materije), kao i od strukture i jačine magnetnog polja. Suprotno početnim očekivanjima, magnetizovani sistemi ne proizvode nužno jači memorijski signal, jer je elektromagnetna memorija uglavnom zanemarljiva, osim u slučajevima ekstremno jakih magnetnih polja, dok post-merger evolucija magnetizovane neutronske zvezde može čak smanjiti ukupni efekat memorije.

Simulacije ukazuju da magnetna polja, neutrini i izbačena materija mogu doprineti između 15 i 50% ukupnoj memoriji gravitacionih talasa. U pojedinim scenarijima, magnetizovana spajanja stvaraju manji ukupni efekat memorije nego nemagnetizovana, a memorija kod sudara neutronskih zvezda može rasti postepeno tokom dužeg vremenskog perioda, za razliku od naglih efekata karakterističnih za spajanja crnih rupa.

„Na izvestan način, slično ljudskom pamćenju koje se oblikuje tokom života, i binarni kompaktni objekti razvijaju trajno pamćenje, u skladu sa Ajnštajnovom teorijom gravitacije”, zaključio je Cokaros.

Istraživači se nadaju da će ova studija doprineti budućem eksperimentalnom otkrivanju memorije gravitacionih talasa, čime bi se dodatno potvrdila opšta teorija relativnosti i stekao dublji uvid u složene astrofizičke procese. 

 Izvor- PHYS ORG

SVE JE FIZIKA Miša Bracić