Τι συμβαίνει σε δύο αστέρια νετρονίων που περιστρέφονται τόσο κοντά μαζί εκπέμπουν βαρυτικά κύματα;
1. Inspiral:
* Εκπομπή κύματος βαρύτητας: Καθώς τα αστέρια νετρονίων τροχιά, τα ισχυρά βαρυτικά πεδία τους δημιουργούν κυματισμούς σε χωροχρόνο, γνωστά ως κύματα βαρύτητας. Αυτά τα κύματα μεταφέρουν ενέργεια, προκαλώντας τα αστέρια να χάσουν την τροχιακή ενέργεια.
* μείωση της τροχιακής απόστασης: Η απώλεια της ενέργειας αναγκάζει τα αστέρια νετρονίων να σπρώξουν πιο κοντά, μειώνοντας την τροχιακή περίοδο τους καθώς επιταχύνουν.
* Αύξηση της συχνότητας κύματος: Καθώς τα αστέρια πλησιάζουν, η συχνότητα των βαρυτικών κυμάτων που εκπέμπουν αυξάνεται, καθιστώντας ανιχνεύσιμη από όργανα όπως το Ligo και ο Παρθένος.
2. Συγχώνευση:
* Τελική βουτιά: Τελικά, τα αστέρια γίνονται τόσο κοντά που δεν μπορούν πλέον να αποφύγουν τη συγχώνευση. Συγκρούονται με τεράστια δύναμη, απελευθερώνοντας μια τεράστια ποσότητα ενέργειας.
* Σύντομη έκρηξη ακτίνων γάμμα (GRB): Η συγχώνευση δημιουργεί ένα ισχυρό πίδακα σωματιδίων υψηλής ενέργειας που εκπέμπεται από τους πόλους του νέου αντικειμένου. Αυτό το αεριωθούμενο αεροσκάφος μπορεί να παράγει μια βραχύβια έκρηξη ακτίνων γάμμα, γνωστού ως σύντομο GRB.
* kilonova: Η σύγκρουση παράγει επίσης μια θεαματική έκρηξη υλικού, γνωστή ως Kilonova. Αυτό το υλικό είναι πλούσιο σε βαριά στοιχεία όπως το χρυσό, το πλατίνα και το ουράνιο, τα οποία εκτοξεύονται στο διάστημα.
3. Aftermath:
* σχηματισμός μαύρης οπής ή μαγνητάρου: Η συγχώνευση μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό είτε μιας μαύρης οπής είτε ενός ταχέως περιστρεφόμενου, εξαιρετικά μαγνητισμένου αστέρι νετρονίων που ονομάζεται μαγνητάρης. Το αποτέλεσμα εξαρτάται από τις μάζες των αστεριών νετρονίων.
* Σήμα βαρυτικού κύματος: Η συγχώνευση δημιουργεί ένα ισχυρό σήμα βαρυτικής κύματος που μπορεί να ανιχνευθεί από παρατηρητήρια με βάση τη Γη.
Παρατήρηση:
Το 2017, η Ligo και η Παρθένος ανίχνευσαν τα βαρυτικά κύματα από μια συγχώνευση αστέρων νετρονίων, επιβεβαιώνοντας αυτό το σενάριο. Η εκδήλωση, γνωστή ως GW170817, ήταν η πρώτη φορά που οι επιστήμονες παρατηρούσαν ένα γεγονός βαρυτικής κύματος και το ηλεκτρομαγνητικό ομόλογό του. Αυτή η παρατήρηση παρείχε περαιτέρω στοιχεία για τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν και άνοιξε νέες οδούς για τη μελέτη του σύμπαντος.
Συνοπτικά, η σύγκρουση δύο αστέρων νετρονίων είναι ένα θεαματικό και ενεργητικό γεγονός που απελευθερώνει μια τεράστια ποσότητα ενέργειας, παράγει βαριά στοιχεία και εκπέμπει τόσο βαρυτικά κύματα όσο και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, παρέχοντας ένα μοναδικό παράθυρο στο σύμπαν.
