طبق محاسبات جدید، ساختار بلورین خاص پوسته های ستاره های نوترونی که برای سالها صحیح تصور می شد، احتمالا اشتباه است و می تواند نظریه دانان را وادار کند که در مدل هایشان از برخی پدیده های ستاره نوترونی، بازنگری کنند.
پوسته‌ي ستاره نوتروني، تنها بخشي از جرم ستاره را تشكيل مي‌دهد اما به طور قابل توجهي پديده‌هايي همچون آهنگ سرمايشي و توليد اشعه گاما را تحت تاثير قرار مي‌دهد. طبق آنچه در فيزيكال ريويو لترز به چاپ رسيده است، دو تن از نظريه‌دانان دريافته‌اند كه ساختاري كه سالها فيزيك‌دانان نجومي در نظر مي گرفته‌اند، ناپايدار است. اگر اين نتايج صحيح باشد، نظريه دانان مي‌بايست بسياري از وي‍‍ژگي هاي اساسي ستاره‌هاي نوتروني را بار ديگر محاسبه كنند. همچنين اين شانس وجود دارد كه اين موجودات، چشمه قويتري از تابش گرانشي باشند كه به صورت بالقوه قابل آشكارسازي است، قويتر از آنچه همگان قبلاً انتظار داشتند.
NASA-Goddard
ويژگي‌هاي پوسته يك ستاره نوتروني، به شدت پديده‌هايي همچون انفجار هاي تابش ايجاد شده توسط ستاره‌هاي نوتروني بسيار مغناطيسي را تحت تاثير قرار مي دهد.
يك ستاره نوتروني هنگامي شكل مي‌گيرد كه هسته يك ستاره بسيار عظيم به يك ابرنواختر (سوپرنوا) فروپاشي كند و كره اي به قطر حدود 20 كيلومتر با جرم بيشتر از جرم خورشيد به جا -گذارد. ساختار ميكروسكوپي پوسته خارجي، شبكه‌اي از هسته هاي غني از نوترون است كه توسط گاز يكنواخت الكتروني احاطه شده است. اگر شما به سمت مركز ستاره حركت كنيد، فشار افزاينده باعث تركيب هرچه بيشتر الكترونها و پروتونها و تشكيل نوترونها مي شود و در نتيجه، چگالي نوتروني در هسته ها افزايش مي‌يابد. سرانجام در پوسته داخلي، هسته‌ها قابليت پذيرش نوترون بيشتر را از دست مي دهند و نوترون هاي آزاد يك ابر شاره كه به شبكه نفوذ مي‌كند را مي سازند.
تغيير شكل ها و شكاف ها در پوسته هاي ستاره‌هاي نوتروني به پديده‌هايي همچون امواج گرانشي، انفجارهاي اشعه گاما و رخدادهايي كه در آنها چرخش ستاره ناگهان سرعت مي گيرد، ارتباط داده مي شوند. ساختار پوسته‌ي داخلي، كليد فهم اين رخدادها است.
نظريه‌دانان، بسياري از جوانب پوسته داخلي را بررسي كرده‌اند. براي مثال، ارتعاشات شبكه را مورد تحليل قرار داده‌اند. دميتري كوبايوكوف (Dmitry Kobyakov)، از دانشگاه اميا (Umea University) در سوئد مي گويد «اين موضوع از دهه 1970 مورد مطالعه بوده است.» ساختار پوسته‌ي داخلي، به صورت شبكه به اصطلاح مكعب مركز پر (bcc) (هر واحد مكعبي از بلور، هسته ها را در مركز و هشت راس جاي داده است) و گاز الكتروني كه در سرتاسر ساختار جريان دارد، مدل سازي شده است. اما تصور بر اين بود كه نوترون هاي آزاد اثر كمتري داشته باشند.
كوبايوكوف و كريستوفر پتيك (Christopher Pethick) از دانشگاه كوپنهاگ (University of Copenhagen) و موسسه فيزيك نظري وابسته به شمال اروپا (NORDITA) در استكهلم، در اين كار جديدشان، برهم-كنش ميان نوترون هاي آزاد و شبكه را توضيح داده‌اند. آن ها دريافتند كه نوترون ها تا حدي مشابه جزء اضافي در آلياژ فلزي هستند و باعث يك كشش موثر ميان هسته‌ها مي شوند. اين كشش، اثرات چشمگيري روي پاسخ پوسته به ارتعاشات شبكه با طول موج كوتاه دارد.
شبكه به طور مداوم با ارتعاشاتي كه گستره وسيعي از طول موج ها را دارد، به آهستگي تكان مي خورد. اين تيم متوجه شده است كه سيستم در طول موج‌هاي كوتاه‌تر از حدود 2 تا 5 برابر فاصله شبكه، ناپايدار است و كمبود استحكام باعث مي‌شود اندازه ارتعاشات به طور مداوم رشد كند. كوبايوكوف بر اين نظر است كه ناپايداري ايجاب مي كند فرض معمول آرايش بلورين bcc هسته-ها، نادرست باشد.
ادوارد براون (Edward Brown)، پژوهش‌گري از دانشگاه ايالت ميشيگان در لنسينگ شرقي مي گويد «بسياري از مدل هاي ما ممكن است احتياج به اصلاح داشته باشند و يا حتي به‌طور كلي كنار گذاشته شوند.» همچنين او بيان مي‌كند «اگر ساختار شبكه متفاوت باشد، در اين صورت بسياري از ويژگي‌ها نياز به محاسبه دوباره دارند. فيزيك بسيار جالب و مهمي مي‌تواند به ميزان زياد در آن وجود داشته باشد.»
ساختار پوسته داخلي، استحكام و قدرت پوسته را تحت تاثير قرار مي دهد و مي‌تواند باعث تاثير عمده‌اي روي رفتار ستاره شود. براي مثال، اگر پوسته يك ستاره نوتروني به اندازه قوي مستحكم باشد، مي‌تواند ساختارهاي كوه-مانند روي سطح‌اش را حفظ كند. ستاره‌هاي نوتروني مي‌توانند بيشتر از 600 بار در ثانيه بچرخند. همراه با اين چرخش، كوه ها امواج كوچكي را در فضا-زمان ايجاد مي‌كنند كه به نام امواج گرانشي شناخته مي‌شوند. اين امواج ممكن است توسط رصدخانه موج گرانشي تداخل سنج ليزري (LIGO) كه تلاشي در راستاي اولين رديابي مستقيم امواج گرانشي است، قابل آشكارسازي باشد. براون مي گويد « پوسته مي تواند بسيار سخت‌تر از آنچه ما تصور مي كرديم باشد و بتواند كوه هاي بسيار بزرگتر را حفظ كند كه در اين صورت هدف بسيار جذاب‌تري براي LIGO خواهد بود.»
چنين افزايشي در استحكام، گسيختگي‌هاي زمين لرزه مانند در پوسته را نيز تحت تاثير قرار مي‌دهد. اين گسيختگي ها احتمالاً به انفجارهاي اشعه گاما كه از مگنتارها (ستاره هاي نوتروني بسيار مغناطيسي) مشاهده شده است، مربوط مي شوند. نظر براون بر اين است كه پژوهش‌گران كه اين پديده ها را مطالعه مي‌كنند ممكن است نياز باشد اين نتايج را به‌دقت ببينند، « اين نتايج مي‌تواند چيزها را خيلي تغيير دهد يا اينكه آن ها را تنها به ميزان كمي اصلاح كند.»
نویسنده خبر: آزاده نعمتی
بر گرفته از: http://www.psi.ir
امتیاز: 0.00
وزارت آموزش و پرورش > سازمان پژوهش و برنامه‌ريزی آموزشی
شبکه ملی مدارس ایران رشد
ارسال ها: 1615
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!