Gwiazdy neutronowe to jedne z najciekawszych obiektów we wszechświecie. Jak inaczej bowiem nazwać kule o średnicy zaledwie 12 kilometrów, w których upakowana jest masa dwa razy większa od masy Słońca. Warto tutaj przypomnieć, że Słońce, nasze Słońce, które jest tu punktem odniesienia, ma średnicę niemal 1 400 000 kilometrów. Bierzemy teraz dwa takie słońca i razem ściskamy w jedną kulkę o średnicy dwunastu kilometrów. Obiekt tego typu wymyka się naszej wyobraźni. Grawitacja takiego obiektu jest tak ogromna, że można założyć, że cała tworząca go materia jest tak ściśnięta, jak się tylko da, przez co ma on wprost idealnie gładką powierzchnię. Problem w tym, że to założenie byłoby błędne.
To pulsary umożliwiły naukowcom odkrycie, że gwiazdy neutronowe mogą mieć góry i mogą być aktywne geologicznie. Silne pola magnetyczne gwiazdy neutronowej mogą generować wiązki energii radiowej, które omiatają niebo przy każdym obrocie gwiazdy wokół własnej osi. Kiedy te promienie zwrócą się w naszym kierunku, widzimy regularne impulsy promieniowania radiowego. Impulsy te są niezwykle regularne i z biegiem czasu stopniowo zwalniają o niewielką wartość, wraz z utratą przez gwiazdę energii rotacyjnej. Od czasu do czasu jednak pulsary ulegają „zaburzeniom” i doświadczają niewielkiego wzrostu tempa rotacji. Dzieje się tak na skutek przesuwania się skorupy gwiazdy, które wywołuje wstrząsy sejsmiczne na powierzchni gwiazdy.
Ziemia i inne aktywne geologicznie światy doświadczają wypiętrzania i obniżania gór, podobnie dzieje się z gwiazdami neutronowymi. Jednak rozmieszczenie i skala tych gór zależą od wewnętrznej struktury gwiazd neutronowych, której jeszcze w pełni nie rozumiemy. I tu pojawia się najnowszy artykuł badawczy.
Autorzy zaczynają swoją pracę od zauważenia, że jeśli na powierzchni gwiazdy neutronowej występuje góra lub inne odkształcenie, które nie jest osiowo symetryczne, wówczas obrót gwiazdy neutronowej będzie generował fale grawitacyjne. Nie możemy jeszcze wykryć takich fal grawitacyjnych, ale przyszłe obserwatoria fal grawitacyjnych będą w stanie tego dokonać. Następnie zauważają, że wzór tych fal grawitacyjnych będzie określony przez rozmieszczenie i skalę pasm górskich. Aby dowiedzieć się, co to może być, autorzy przyglądają się znanym nam światom, takim jak Merkury i Enceladus. Artykuł został opublikowany na serwerze preprintów arXiv.
Na przykład Merkury ma cienką skorupę pokrywającą duże metalowe jądro i ma wrębowe skarpy. Są one prawdopodobnie spowodowane naprężeniami działającymi na skorupę podczas ochładzania się wnętrza Merkurego. Z drugiej strony Enceladus ma cienką lodową skorupę na grubej warstwie oceanu, a jego góry mają wzór „tygrysich pasów”. Inne lodowe księżyce, takie jak Europa, mają struktury liniowe. Każdy z tych światów ma struktury górskie wynikające z interakcji między skorupą a wnętrzem. Pytanie brzmi więc, czy skorupa i wnętrze gwiazdy neutronowej zachowują się podobnie do któregokolwiek z nich.
Astronomowie odkryli między innymi, że jeśli w skorupie gwiazdy neutronowej występuje anizotropia na dużą skalę, generowane przez nie fale grawitacyjne mogą wyznaczać górną granicę prędkości obrotowej gwiazd neutronowych. Choć badacze skupiają się na tym efekcie, zauważają również, że struktura gwiazd neutronowych może być zróżnicowana. Niektóre mogą mieć cechy skorupy podobne do Merkurego, podczas gdy inne mogą bardziej przypominać Europę lub Enceladusa. Jeśli tak jest, obserwacje fal grawitacyjnych generowanych przez gwiazdy neutronowe w nadchodzących latach i dekadach odegrają kluczową rolę w zrozumieniu ich różnorodności.