Queste massicce stelle di neutroni esistono per meno di un battito di ciglia: ScienceAlert

Non si può fare molto in poche centinaia di millesimi di secondo. Tuttavia, per le stelle di neutroni viste nei lampi di due lampi di raggi gamma, è un tempo più che sufficiente per insegnarci una o due cose sulla vita, la morte e la nascita. buchi neri.

Spulciando in un archivio di lampi ad alta energia nel cielo notturno, gli astronomi hanno recentemente scoperto schemi nelle oscillazioni della luce lasciate da due diversi gruppi di stelle in collisione, segnalando l’arresto del loro viaggio da un oggetto superdenso a un infinito buco di oscurità.

Questa pausa – da qualche parte tra 10 e 300 millisecondi – è tecnicamente equivalente a due enormi stelle di neutroni appena formate, che i ricercatori ritengono stiano ruotando abbastanza velocemente da fermare brevemente il loro inevitabile destino di buchi neri.

“Sappiamo che i GRB corti si formano quando le stelle di neutroni in orbita si scontrano e sappiamo che alla fine collassano Buco neroTuttavia, l’esatta sequenza degli eventi non è ben compresa. Dice Cole Miller, astronomo dell’Università del Maryland, College Park (UMCP) negli Stati Uniti.

“Abbiamo trovato questi modelli di raggi gamma in due esplosioni osservate da Compton nei primi anni ’90”.

Per quasi 30 anni lo è stato Compton Gamma Ray Observatory Ha fatto il giro della Terra e ha raccolto luminosità di raggi X e raggi gamma fuoriuscite da eventi cataclismici lontani. Questo archivio contiene fotoni ad alta energia Una raccolta di dati su cose come Le stelle di neutroni si scontrano, rilasciando potenti impulsi di radiazione noti come lampi di raggi gamma.

Le stelle di neutroni sono i veri mostri dell’universo. Racchiude il doppio della massa del nostro Sole in un’area di spazio grande all’incirca come una piccola città. Non solo quello che fa Le cose strane contanoForzando gli elettroni a formare protoni per trasformarli in una densa polvere di neutroni, può generare campi magnetici diversi da qualsiasi altra cosa nell’universo.

Girando ad alto spin, questi campi possono accelerare le particelle a velocità incredibilmente elevate, formando una polare Getti che sembrano “pulsare” Come fari sovralimentati.

Le stelle di neutroni si formano quando stelle più ordinarie (circa 8-30 volte la massa del nostro Sole) bruciano il loro ultimo combustibile, lasciando un nucleo di circa 1,1-2,3 masse solari, troppo freddo per resistere alla pressione della sua gravità.

Aggiungi un po’ più di massa – come due stelle di neutroni stipate insieme – e nemmeno la debole vibrazione dei suoi campi quantistici può resistere all’impulso della gravità di schiacciare la fisica vivente dalla stella morta. Da una densa massa di particelle otteniamo, beh, qualunque indescrivibile orrore sia che questo sia il cuore di un buco nero.

La teoria di base del funzionamento è molto chiara, Stabilisci dei confini generali A proposito di quanto pesante a stella di neutroni Potrebbe essere prima che crolli. Per sfere di materia fredda non rotanti, questo limite superiore è appena sotto le tre masse solari, ma indica anche complicazioni che potrebbero rendere meno semplice il viaggio da una stella di neutroni a un buco nero.

Per esempio, all’inizio dell’anno scorso I fisici annunciano il rilevamento di un lampo di raggi gamma chiamato GRB 180618A, scoperto nel 2018. Nel bagliore dell’esplosione, rilevano la firma di una stella di neutroni caricata magneticamente chiamata a magneticouno con una massa vicina a quella delle due stelle in collisione.

Appena un giorno dopo, questa stella di neutroni pesante non c’è più, senza dubbio soccombe alla sua massa straordinaria e si trasforma in qualcosa a cui nemmeno la luce può sfuggire.

Come sia riuscito a resistere alla gravità per tutto il tempo che ha fatto è un mistero, anche se i suoi campi magnetici potrebbero aver avuto un ruolo.

Anche queste due nuove scoperte potrebbero fornire qualche indizio.

Un termine più accurato per il modello osservato nei lampi di raggi gamma registrati da Compton nei primi anni ’90 è un Oscillazione quasi periodica. Il mix di frequenze che salgono e scendono nel segnale può essere decodificato per descrivere i momenti finali di oggetti massicci mentre orbitano l’uno contro l’altro e poi si scontrano.

Da quello che i ricercatori possono dire, ciascuna delle collisioni ha prodotto un oggetto più grande di circa il 20%. L’attuale detentore del record dei pesi massimi Stella di neutroni – a pulsar Calcolato per essere 2,14 volte la massa del nostro sole. Aveva anche il doppio del diametro di una tipica stella di neutroni.

È interessante notare che gli oggetti ruotavano a una velocità straordinaria di circa 78.000 volte al minuto, molto più veloce della velocità di Una pulsar con il record J1748-2446adche esegue solo 707 cicli al secondo.

I pochi cicli che ciascuna stella di neutroni ha gestito nella sua breve vita di una frazione di secondo avrebbero potuto essere alimentati da un momento angolare sufficiente per resistere alla sua stessa implosione gravitazionale.

Come questo potrebbe essere applicato ad altre fusioni di stelle di neutroni, che offuscano ulteriormente i confini del collasso stellare e della generazione di buchi neri, è una domanda per la ricerca futura.

Questa ricerca è stata pubblicata in natura.