Představte si, že se pokoušíte studovat objekt vzdálený světelné roky, který má v průměru méně než 20 kilometrů. Objekt je tak hustý, že je vyroben z materiálu, který na Zemi nemůže přirozeně existovat. To je problém, kterému astronomové čelí při studiu neutronových hvězd, takže musí vymyslet důmyslné způsoby, jak toho dosáhnout. Nedávno jeden tým přišel na to, jak je studovat pomocí síly rezonance.
K rezonanci dochází, když je systému dodána energie v blízkosti vlastní frekvence kmitání objektu. Například, pokud chcete, aby švih šel vysoko, nemůžete jen pumpovat nohy jakoukoli rychlostí. Musíte věci načasovat tak, abyste byli v souladu s přirozeným pohybem houpačky. Udělejte to správně a můžete se pořádně rozjet. Rezonance se používá ve všech druzích věcí, od přijímače na vašem mobilním telefonu až po bazény s vlnami v zábavních parcích.
Nesrovnatelná Ella Fitzgerald zpívá notu k rozbití skla v reklamě ze 70. let. Kredit: Memorex na 50
Snad nejslavnější ukázkou rezonance je reklama Memorex ze 70. let, kde jazzová zpěvačka Ella Fitzgerald zpívala vysoké C tak hlasitě a čistě, že by mohla rozbít sklenici vína. Ellin tón byl dostatečně blízko přirozené frekvenci skla, takže vibroval dostatečně silně, aby se sklo rozbilo. Toto je v podstatě metoda, kterou tým použil, ale místo zvuku se studie spoléhala na gravitační vlny, aby provedly rozbití.
Když dvě neutronové hvězdy obíhají těsně kolem sebe, gravitační přitažlivost mezi nimi může způsobit mírné ohnutí povrchu těchto hvězd. Pokud je rychlost tohoto ohýbání v synchronizaci s přirozenou frekvencí hvězdy, ohýbání narůstá do bodu, kdy povrch neutronové hvězdy praská, podobně jako se rozbíjí sklenice na víno. Když povrch praskne, hvězda vyšle jasný záblesk gama paprsků. Efekt je známý jako rezonanční tříštivá vzplanutí. Tyto gama záblesky můžeme pozorovat pokaždé, když se povrch rozbije.
Blízko obíhající neutronové hvězdy vytvářejí gravitační vlny. Kredit: R. Hurt/Caltech-JPL
Samozřejmě, že neutronové hvězdy mohou vyzařovat gama záblesky i z jiných důvodů. Aby bylo možné určit, které erupce jsou z rezonance, tým navrhuje podívat se také na gravitační vlny. Těsně obíhající neutronové hvězdy vyzařují gravitační vlny, jak se spirálovitě přibližují. Frekvence těchto gravitačních vln by mohla astronomům prozradit frekvenci, při které se povrch neutronové hvězdy ohýbá. Kombinace pozorování gama záření a gravitačních vln by astronomům umožnila určit rezonanční frekvenci neutronové hvězdy.
Jak tým zdůrazňuje, umožnilo by to astronomům porozumět tomu, co je známo jako symetrická energie jaderného materiálu. To souvisí s poměrem protonů a neutronů v jádře atomu a studiem energie symetrie by astronomové mohli lépe porozumět nitru neutronových hvězd.
Odkaz:Neill, Duncan, William G. Newton a David Tsang. “ Rezonanční tříštivé záblesky jako multimessengerové sondy energie jaderné symetrie .'Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti(2021): bodnutí764.
