Κοιτάζοντας στην καρδιά ενός SuperNova:Η προσομοίωση επισημαίνει πώς να ανιχνεύσετε γρήγορα τον αστρικό πυρήνα

Μια νέα θεωρητική μελέτη παρουσιάζει μια πορεία για την ανίχνευση ταχέως περιστρεφόμενων αστρικών πυρήνων - που γεννήθηκαν μετά από μια σουπερνόβα - μέσω παρατηρήσεων σε μήκη κύματος ραδιοφώνου. Το αποτέλεσμα ανοίγει το δρόμο για τις μελλοντικές ραδιοφωνικές παρατηρήσεις για να αποκτήσουν πληροφορίες για τις ακίνητες διαδικασίες που αποτελούν τη βάση του σχηματισμού και της εξέλιξης των αστεριών νετρονίων και των μαύρων οπών.

Τα μαγνητικά, τα πιο μαγνητισμένα αστέρια νετρονίων που είναι γνωστό ότι υπάρχουν, πιστεύεται ότι σχηματίζονται από ταχέως περιστρεφόμενους αστρικούς πυρήνες. Όταν ένα τεράστιο αστέρι εξαντλεί το πυρηνικό του καύσιμο, εκρήγνυται ως σουπερνόβα. Εάν το αστέρι έχει μια επαρκώς γρήγορη περιστροφή, ο πυρήνας που αφήνεται πίσω μπορεί να επιβιώσει από το κατακλυσμικό γεγονός. Ένα τέτοιο αστρικό υπόλοιπο αναμένεται να γεννηθεί με ισχυρά μαγνητικά πεδία, λόγω της διατήρησης της γωνιακής ορμής του αστεριού κατά τη διάρκεια της κατάρρευσης.

"Η μελέτη των μαγνητικών μας επιτρέπει να αποκτήσουμε γνώσεις για τον μηχανισμό σουπερνόβα και τη θεμελιώδη φυσική που σχετίζονται με αυτά τα συμπαγή αντικείμενα και τα ακραία περιβάλλοντα γύρω τους", λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Dr. Yuichiro Sekiguchi από το Riken InterdoSciplinary και οι μαθηματικές επιστήμες (Ithems). "Αλλά το σενάριο σχηματισμού αυτών των ενδιαφερομένων αστροφυσικών αντικειμένων παραμένει ασαφές, εν μέρει λόγω έλλειψης άμεσων παρατηρητικών στοιχείων".

Τα αστέρια νετρονίων είναι δύσκολο να παρατηρήσουν. Εκθέτουν ακτινοβολία σε ένα ευρύ φάσμα μήκους κύματος, καθιστώντας τους προκλητικούς στόχους για τηλεσκόπια σχεδιασμένα για συγκεκριμένα μήκη κύματος. Μεταξύ των διαφορετικών ζωνών μήκους κύματος, τα ραδιοκύματα προσφέρουν ένα πολλά υποσχόμενο εργαλείο για την αποκάλυψη ιδιοτήτων μαγνητικών, ιδιαίτερα μέσω των ραδιοφωνικών τους παλμών - περιοδικών εκπομπών ραδιοκύμων που εμφανίζονται ως ταχεία αναβοσβήνει.

Η παρούσα μελέτη επικεντρώθηκε σε ένα συγκεκριμένο τύπο παλμού ραδιοφωνικών γνωστών ως «ελεύθερη ετοιμότητα», η οποία παρατηρείται ως μικρές περιοδικές μετατοπίσεις στους χρόνους άφιξης των ραδιοκύμων από τους παλμούς. "Εάν ανιχνευθεί αυτό το φαινόμενο, μπορεί να ανιχνεύσει άμεσα τον ρυθμό περιστροφής και την εσωτερική δομή του αστέρι νετρονίων", εξηγεί ο Sekiguchi.

Οι ερευνητές προσομοίωσαν ραδιοκύματα από την ελεύθερη ετοιμότητα των μαγνητικών που γεννήθηκαν σε διαφορετικά μοντέλα σουπερνόβα, λαμβάνοντας υπόψη τις επιδράσεις τόσο του ρυθμού περιστροφής όσο και της αντοχής του μαγνητικού πεδίου.

Δείχνουν ότι η υπογραφή ελεύθερης πρεσβείας γίνεται πιο εμφανής σε χαμηλότερες ραδιοφωνικές συχνότητες, όπως αυτές που παρατηρούνται με το ραδιοτηλεοπτικό τηλεσκόπιο χαμηλής συχνότητας (LOFAR) στις Κάτω Χώρες. Επιπλέον, το αναμενόμενο ραδιοφωνικό σήμα εξαρτάται από τον ρυθμό περιστροφής του αστέρου νετρονίων:τα αστέρια νετρονίων που περιστρέφονται πιο αργή τείνουν να παρουσιάζουν ένα σαφέστερο σήμα σε σύγκριση με ταχέως περιστρεφόμενα.

Οι ερευνητές ελπίζουν ότι τα ευρήματά τους θα συμβάλουν στις συνεχιζόμενες παρατηρητικές προσπάθειες χρησιμοποιώντας το Lofar και θα προετοιμάσουν το έδαφος για μελλοντικές ραδιοφωνικές παρατηρήσεις. Συγκεκριμένα, το συνεχιζόμενο έργο Lofar Supernova στοχεύει να αποκαλύψει τις ιδιότητες των μαγνητικών που γεννήθηκαν από ταχέως περιστρεφόμενους μαζικούς προγόνες.

"Ο συνδυασμός παρατηρήσεων πολλαπλών κυμάτων και θεωρητικών μοντέλων θα μας φέρει πιο κοντά στην εξάπλωση των μυστηρίων αυτών των αινιγματικών υπολειμμάτων", καταλήγει ο Sekiguchi.