Existují „mikrohory“ na neutronových hvězdách?

Už několikrát byla v naší rubrice řeč o neutronových hvězdách, které jsou výsledkem explozí supernov. Pro připomenutí ve zkratce vývoj hvězdy: Vzniká z obřího molekulárního mračna prachu a plynu, v němž působením gravitace stoupá hustota a tlak, které spojí tento materiál v protohvězdu. V jejím jádru se zažehne termojaderná reakce, při které se vodík spaluje na hélium. Dojde-li hvězdě palivo, nastává závěrečná fáze jejího života. Energie z nitra už nepřetlačí gravitaci a hvězda se hroutí; záleží na její hmotnosti, zda vznikne bílý trpaslík nebo zda exploduje jako supernova, po které zůstane neutronová hvězda – jak už bylo řečeno.

Miniaturní pohoří a „pidikopce“

Umělecká představa neutronové hvězdy s velmi silným magnetickým polem|foto: NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab, NASA, CC0 1.0, ©

Neutronové hvězdy jsou velmi zvláštní tělesa. Jsou to nejmenší a nejhustší hvězdy ve vesmíru, v jejich hmotě jsou protony a neutrony tak natěsnány, že celá hvězda je vlastně jedno obří jádro. Typický průměr neutronových hvězd je jen kolem 10-20 km, avšak na druhou misku pomyslných vah bychom museli dát nejméně jedno až dvě Slunce. Toto kompaktní těleso má tak ohromnou gravitaci, že tvoří téměř dokonalou kouli. I tak ovšem astronomové předpokládají, že na povrchu neutronové hvězdy mohou být jakási „pohoří“. Vzhledem k panujícím podmínkám jde však o deformace, které jsou v porovnání s horami a pohořími na Zemi více než miniaturní. Podle dřívějších studií by měly „hory“ na neutronové hvězdě měřit jen několik centimetrů. Tyto výpočty předpokládaly, že neutronová hvězda je napjatá takovým způsobem, že kůra je v každém bodě blízko porušení.

Ještě miniaturnější a více „pidi“?

Horký a hustý oblak materiálu, expandující těsně před srážkou dvou neutronových hvězd v galaxii NGC 4993 v souhvězdí Hydry. V podobných oblacích vznikají ve velkém nejtěžší prvky vesmíru, včetně zlata nebo platiny|foto: NASA Goddard Space Flight Center/CI Lab, NASA, CC0 1.0, ©

Vědci pod vedením Fabiana Gittinse z univerzity v Southamptonu však nyní přišli s modelem, který dřívější odhady do značné míry koriguje. Pomocí počítačové simulace vystavili neutronovou hvězdu působení gravitačních sil, přičemž brali v úvahu i její ultrahustou jadernou hmotu. Zjištění je překvapující – podle nového výzkumu jsou i nejvyšší „hory“ vzniklé na neutronové hvězdě vysoké jen zlomek milimetru; tedy stokrát méně, než počítaly předchozí odhady.

Jak k tomu uvedl spoluautor studie Fabian Gittins, výsledky ukazují, že neutronové hvězdy, tyto pozoruhodné sférické objekty, jsou velmi dokonalé koule. Původně větší deformace ve spojení s rychlou rotací a intenzivní gravitací by měly vytvářet gravitační vlny. Ty však dosud nebyly pozorovány. Zmíněná studie, kterou Gittins se svým týmem prezentoval na letošním červencovém setkání Astronomical National Society, ukázala, že to bude složitější; zvlášť když by „hory“ na neutronové hvězdě byly opravdu mnohonásobně menší, než se předpokládalo.