Stelele moarte pot produce fulgere intense de lumină prin însăși puterea gravitației, au demonstrat cercetătorii. Înțelegerea acestui fenomen ar putea dezvălui noi perspective despre unele dintre cele mai mari și mai misterioase explozii din univers.
Stele neutronice sunt printre cele mai ciudate obiecte din univers. Aceste nuclee prăbușite de stele masive sunt incredibil de dense, găzduind mai multă masă decât întregul soare comprimat în volumul unui oraș. Sunt alcătuite aproape în întregime din neutroni legați împreună – în esență, stelele cu neutroni sunt cele mai mari nuclee atomice din cosmos. Din cauza acestei densități incredibile, au atracții gravitaționale depășite doar de găuri negre. Gravitația lor este suficient de puternică pentru a trage lumina pe orbite în jurul stelei și pentru a accelera obiectele din apropiere până aproape de viteza luminii.
În ciuda numelui lor, stelele neutronice nu sunt complet neutre. Ele mențin o anumită sarcină electrică și, combinate cu rotația rapidă a stelei – cele mai rapide se rotesc mai repede decât un blender de bucătărie – pot alimenta niște câmpuri magnetice cu adevărat enorme – în unele cazuri, cele mai puternice câmpuri magnetice din univers.
Combinația dintre câmpurile magnetice intense și mediul gravitațional ultraputernic poate duce la o nouă fizică ciudată, au explicat cercetătorii într-o lucrare care a fost încărcată în baza de date preprint. arXiv în iunie, dar nu a fost încă revizuit de către colegi.
O nouă posibilitate interesantă pe care cercetătorii au investigat-o este capacitatea stelelor neutronice de a emite rafale scurte și imense de lumină alimentate de gravitatie în sine. Flash-urile profită de un fenomen cunoscut sub numele de rezonanță, în care un mecanism de declanșare continuă să pompeze energie într-un sistem la frecvența potrivită pentru a continua să se amplifice. Rezonanța apare în întreaga fizică. Poate cel mai familiar exemplu este o coardă de chitară: atunci când este ciupită, creează rezonanță cu corpul chitarei pentru a-și amplifica dramatic propriul sunet.
Legate de: Fizicienii vor să folosească undele gravitaționale pentru a „vedea” începutul timpului
În cazul stelelor neutronice, cele puternice campuri magnetice în jurul lor generează un număr enorm de fotoni, biți fundamentale de lumină. De obicei, acești fotoni se împrăștie și se risipesc, adăugând la strălucirea generală a stelei neutronice.
Dar steaua de neutroni care se rotește rapid poate genera valuri gravitationale, care sunt ondulații în țesătura spațiu-timpului. Astronomii au detectat deja unde gravitaționale de la coliziunile cu găurile negre și stele neutroni, dar aceste unde alimentate de rotație ar avea o frecvență mult mai mare. Ar fi mult prea slabe pentru a fi detectabile de pe Pământ, dar ar putea transfera energie de la steaua neutronică în regiunea în care câmpurile magnetice generează fotoni și, dacă condițiile sunt potrivite, ar putea declanșa rezonanța.
Dacă undele ar avea exact frecvența potrivită, ar putea amplifica fotonii, care ar fi cascada printr-o serie complexă de canale pentru a produce chiar mai mulți fotoni direct din câmpul gravitațional. Acest proces s-ar construi pe sine până când s-a destrămat, eliberând o explozie de radiații.
Cercetătorii cred că niște explozii astrofizice ciudate, cum ar fi explozii de raze gamma și rafale radio rapide, poate fi condus de această rezonanță gravitație-lumină. Depinde de cât de bine se poate conecta gravitația direct la lumină și produce fotoni – ceva ce știm că este incredibil de rar, dar nu imposibil.
Cercetătorii au folosit fulgere cunoscute de stele cu neutroni pentru a limita conexiunea dintre gravitație și lumină, demonstrând modul în care aceste explozii puternice servesc drept laborator propriu al naturii pentru a testa unele dintre cele mai neașteptate interacțiuni din univers.