Nötron yıldızlarının dağları varsa, yerçekimsel dalgalar üretmeleri gerekir

Bir nötron yıldızı, yalnızca 12 kilometre genişliğinde bir topun içine sıkıştırılmış 2 güneş kütlesidir. Yüzey çekimi o kadar büyüktür ki, atomları ve molekülleri ham çekirdekler halinde sıkıştırır ve elektronları protonlara sıkıştırarak onları nötronlara dönüştürür. Bu kadar büyük basınçlar ve yoğunluklar göz önüne alındığında, nötron yıldızlarının neredeyse mükemmel pürüzsüz bir yüzeye sahip olduğunu varsayabilirsiniz. Ancak yanılıyorsunuz çünkü nötron yıldızlarının dağlara sahip olabileceğini biliyoruz.

Nötron yıldızlarının jeolojik olarak aktif olduğunu pulsarlar sayesinde biliyoruz. Bir nötron yıldızının güçlü manyetik alanları, her dönüşte gökyüzünü tarayan radyo enerjisi ışınları üretebilir. Bu ışınlar bizim yönümüze doğru hizalandığında, radyo ışığının düzenli darbelerini görebiliriz. Bu atımlar son derece düzenlidir ve zamanla nötron yıldızı dönme enerjisini kaybettikçe küçük bir miktar yavaşlarlar. Ancak ara sıra bir pulsar “aksaklık” yaşayacak ve dönüşte küçük bir artış yaşayacaktır. Bunun nedeni yıldız kabuğunun kayması ve yıldız depremine neden olmasıdır.

Tıpkı Dünya ve jeolojik açıdan aktif olan diğer dünyalarda dağların yükselişi ve alçalması gibi, nötron yıldızları da aynısını yaşıyor. Ancak bu dağların dağılımı ve ölçeği, nötron yıldızlarının henüz tam olarak anlayamadığımız iç yapısına bağlıdır. İşte bu noktada yeni bir çalışma devreye giriyor.

Yazarlar, bir nötron yıldızının eksenel olarak simetrik olmayan bir dağa veya başka bir deformasyona sahip olması durumunda, nötron yıldızının dönüşünün yerçekimsel dalgalar oluşturacağını belirterek başlıyorlar. Henüz bu kütleçekim dalgalarını tespit edemiyoruz, ancak gelecekteki kütleçekim dalgası gözlemevleri bunu yapabilir. Bu yerçekimsel dalgaların modelinin bu dağ sıralarının dağılımı ve ölçeği tarafından belirleneceğini belirtiyorlar. Bunun ne olabileceğine dair bir fikir edinmek için yazarlar Merkür ve Enceladus gibi bildiğimiz dünyalara bakıyorlar. Çalışmaları şu adreste yayınlanıyor: arXiv ön baskı sunucusu.

Örneğin Merkür, büyük bir metalik çekirdek üzerinde ince bir kabuğa sahiptir ve lob şeklinde çıkıntılara sahiptir. Bunlar muhtemelen Merkür’ün içi soğurken meydana gelen sıkışma gerilimi nedeniyle ortaya çıkıyor. Enceladus ise okyanus tabakası üzerinde ince bir buzlu kabuğa sahiptir ve dağlarında “kaplan şeridi” deseni vardır. Europa gibi diğer buzlu ayların doğrusal özellikleri vardır. Bu dünyaların her biri, kabuk ve iç kısım arasındaki etkileşimin yönlendirdiği dağ özelliklerine sahiptir. Dolayısıyla soru, bir nötron yıldızının kabuğunun ve iç kısmının bunlardan herhangi birine benzer şekilde davranıp davranmayacağıdır.

Yazarların bulduğu şeylerden biri, eğer bir nötron yıldızının kabuk özelliklerinde, örneğin Merkür’ün sarplıkları gibi, büyük ölçekli bir anizotropi varsa, bunlar tarafından üretilen yerçekimi dalgalarının, nötron yıldızlarının dönüş hızına bir üst sınır koyabileceğiydi. Yazarlar bu etkiye odaklanırken, nötron yıldızlarının yapısının da çeşitlilik gösterebileceğini belirtiyorlar. Bazıları Merkür’e benzer kabuk özelliklerine sahip olabilirken bazıları da Europa veya Enceladus’a benzer özelliklere sahip olabilir. Eğer durum böyleyse, nötron yıldızlarının ürettiği kütleçekim dalgalarının gözlemlenmesi, onların çeşitliliğinin anlaşılmasında çok önemli bir rol oynayacaktır.