Nötron yıldızı ‘dağları’ uzay-zamanda dalgalanmalara neden olur

Nötron yıldızları olarak bilinen çökmüş ölü yıldızlar kurşundan trilyon kat daha yoğundur ve yüzey özellikleri büyük ölçüde bilinmemektedir. Nükleer teorisyenler güneş sistemimizdeki aylarda ve gezegenlerde etkin olan dağ inşa mekanizmalarını araştırdılar. Bu mekanizmalardan bazıları, nötron yıldızlarının büyük ihtimalle dağlara sahip olduğunu öne sürüyor.

Nötron yıldızı “dağları” Dünya’daki herhangi bir dağdan çok daha büyük kütleye sahip olacaktır; o kadar büyük ki, bu dağlardan gelen yerçekimi, uzay ve zaman dokusunda küçük salınımlar veya dalgalanmalar üretebilir.

Dağlar veya dönen nötron yıldızlarının eksenel olmayan simetrik deformasyonları, yerçekimi dalgalarını verimli bir şekilde yayar. Bir çalışmada yayınlandı dergide Fiziksel İnceleme DIndiana Üniversitesi’ndeki nükleer teorisyenler, nötron yıldızı dağları ile güneş sistemi cisimlerinin yüzey özellikleri arasındaki benzerlikleri değerlendiriyor.

Hem nötron yıldızları hem de Jüpiter’in uydusu Europa veya Satürn’ün uydusu Enceladus gibi bazı uydular, derin okyanusların üzerinde ince kabuklara sahipken, Merkür’ün büyük metalik çekirdeğin üzerinde ince bir kabuğu vardır. İnce tabakalar evrensel şekillerde kırışabilir. Europa’nın doğrusal özellikleri vardır, Enceladus’un kaplan benzeri çizgileri vardır ve Merkür kavisli, basamak benzeri yapılara sahiptir.

Dağlara sahip nötron yıldızları, sürekli yerçekimsel dalga sinyallerinin gözlemlenmesiyle keşfedilebilecek benzer türde yüzey özelliklerine sahip olabilir. Dünyanın en içteki iç çekirdeği, yöne bağlı bir kayma modülüne sahip anizotropiktir.

Nötron yıldızı kabuk malzemesi aynı zamanda anizotropik ise, dağ benzeri bir deformasyon ortaya çıkacak ve yıldız daha hızlı döndükçe yüksekliği artacaktır. Böyle bir yüzey özelliği, nötron yıldızları için gözlemlenen maksimum dönüşü ve milisaniye pulsarları olarak bilinen radyo yayan nötron yıldızlarının olası minimum deformasyonunu açıklayabilir.

Lazer Girişimölçer Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (LIGO) şu anda bu dağların oluşturacağı dalgaları arıyor. Bu araştırma, sürekli yerçekimsel dalgalar olarak bilinen uzay-zamandaki salınımların araştırılmasına rehberlik edecek. Bu dalgalar o kadar zayıftır ki ancak tahmin edilen frekanslara ve diğer sinyal özelliklerine göre dikkatlice ayarlanan çok detaylı ve hassas aramalarla tespit edilebilirler.

Sürekli kütleçekim dalgalarının ilk tespitleri, evrene yeni bir pencere açacak ve kara delikler dışındaki en yoğun nesneler olan nötron yıldızları hakkında benzersiz bilgiler sağlayacak. Bu sinyaller aynı zamanda doğanın temel yasalarının hassas testlerini de sağlayabilir.