Zamislite da pokušavate proučavati objekt udaljen svjetlosnim godinama koji je promjera manje od 20 kilometara. Objekt je toliko gust da je napravljen od materijala koji ne može prirodno postojati na Zemlji. To je izazov s kojim se astronomi susreću kada proučavaju neutronske zvijezde, pa moraju smisliti genijalne načine kako to učiniti. Nedavno je tim shvatio kako ih proučavati pomoću moći rezonancije.
Rezonancija nastaje kada se energija preda sustavu blizu frekvencije prirodne oscilacije objekta. Na primjer, ako želite da zamah ide visoko, ne možete samo pumpati noge bilo kojom brzinom. Morate tempirati stvari tako da budete u skladu s prirodnim kretanjem ljuljačke. Učinite to kako treba i stvarno ćete moći pokrenuti zamah. Rezonancija se koristi u svim vrstama stvari, od prijemnika na vašem mobilnom telefonu do bazena s valovima u zabavnom parku.
Neusporediva Ella Fitzgerald pjeva notu za razbijanje stakla u reklami iz 1970-ih. Zasluga: Memorex na 50
Možda najpoznatija demonstracija rezonancije je reklama Memorexa iz 1970-ih u kojoj je jazz pjevačica Ella Fitzgerald pjevala visoko C toliko glasno i čisto da je mogla razbiti čašu vina. Ellina nota bila je dovoljno bliska prirodnoj frekvenciji stakla da je vibrirala dovoljno snažno da se staklo razbije. Ovo je u biti metoda koju je tim koristio, ali umjesto zvuka, studija se oslanjala na gravitacijske valove da razbiju.
Kada dvije neutronske zvijezde kruže jedna oko druge usko, gravitacijsko privlačenje između njih može uzrokovati lagano savijanje površine tih zvijezda. Ako je brzina ovog savijanja sinkronizirana s prirodnom frekvencijom zvijezde, savijanje se razvija do točke da površina neutronske zvijezde puca, slično kao što se čaša za vino razbije. Kada površina pukne, zvijezda emitira svijetli prasak gama zraka. Učinak je poznat kao Resonant Shattering Flare. Te bljeskove gama zraka možemo promatrati svaki put kada se površina razbije.
Neutronske zvijezde u bliskoj orbiti stvaraju gravitacijske valove. Zasluge: R. Hurt/Caltech-JPL
Naravno, neutronske zvijezde mogu emitirati baklje gama zraka i iz drugih razloga. Da bi se utvrdilo koje su baklje iz rezonancije, tim predlaže promatranje i gravitacijskih valova. Neutronske zvijezde koje kruže u bliskoj orbiti emitiraju gravitacijske valove dok se sve više približavaju jedna drugoj. Frekvencija ovih gravitacijskih valova mogla bi astronomima reći frekvenciju na kojoj se površina neutronske zvijezde savija. Kombinacija promatranja gama-zraka i gravitacijskih valova omogućila bi astronomima da odrede rezonantnu frekvenciju neutronske zvijezde.
Kako tim ističe, to bi omogućilo astronomima da shvate ono što je poznato kao energija simetrije nuklearnog materijala. To se odnosi na omjer protona i neutrona u jezgri atoma, a proučavanjem energije simetrije astronomi bi mogli bolje razumjeti unutrašnjost neutronskih zvijezda.
Referenca:Neill, Duncan, William G. Newton i David Tsang. “ Rezonantne razbijene baklje kao multimessenger sonde energije nuklearne simetrije .'Mjesečne obavijesti Kraljevskog astronomskog društva(2021.): ubod764.
