Imagina estudiar un objeto a unos años luz de distancia con un diámetro de menos de 20 km.El objeto está hecho de un material que es demasiado denso para existir naturalmente en la Tierra.Este es un desafío al que se enfrentan los astrónomos cuando estudian las estrellas de neutrones, por lo que debemos idear formas ingeniosas de hacerlo.Recientemente, el equipo descubrió cómo usar el poder de la resonancia para estudiarlos.
La resonancia ocurre cuando el sistema se energiza cerca de la frecuencia natural de vibración de un objeto.Por ejemplo, si quiere balancearse alto, no puede mover las piernas a ninguna velocidad.Debe programarse para sincronizarse con el movimiento natural del swing.Si lo haces bien, puedes hacerlo bien.La resonancia se usa para todo tipo de cosas, desde receptores en teléfonos celulares hasta piscinas de olas en parques de diversiones.
Quizás la demostración de resonancia más famosa fue un comercial de Memorex en la década de 1970, en el que la cantante de jazz Ella Fitzgerald cantó un Do puramente alto lo suficientemente fuerte como para romper una copa de vino.Las notas de Ella estaban lo suficientemente cerca de la frecuencia natural del vaso, vibrando lo suficientemente fuerte como para romper el vaso.Este es esencialmente el método que utilizó el equipo, pero el estudio se basó en ondas gravitacionales en lugar de sonido para romperlo.
Cuando dos estrellas de neutrones se orbitan muy de cerca, la atracción gravitacional entre ellas puede deformar ligeramente su superficie.Cuando esta tasa de desviación se sincroniza con la frecuencia natural de la estrella, se desvía hasta el punto en que la superficie de la estrella de neutrones se divide, de forma similar a como se rompe una copa de vino.Cuando la superficie se divide, la estrella emite un estallido brillante de rayos gamma.Este efecto se conoce como llamarada devastadora resonante.Podemos observar estos destellos de rayos gamma cada vez que la superficie se rompe.
Por supuesto, las estrellas de neutrones también pueden emitir llamaradas de rayos gamma por otras razones.Entonces, para determinar qué destellos provienen de la resonancia, el equipo sugiere examinar también las ondas gravitacionales.Una estrella de neutrones en órbita cercana emite ondas gravitacionales a medida que se acerca.La frecuencia de estas ondas gravitacionales podría indicar a los astrónomos la frecuencia a la que se deforma la superficie de una estrella de neutrones.La combinación de observaciones de rayos gamma y ondas gravitacionales permite a los astrónomos determinar la frecuencia de resonancia de una estrella de neutrones.
Como señala el equipo, esto permitirá a los astrónomos comprender lo que se conoce como la energía simétrica del material nuclear.Esto tiene que ver con la proporción de protones a neutrones en el núcleo, y estudiar las energías simétricas permitió a los astrónomos comprender mejor el interior de las estrellas de neutrones.
referencia:Neill, Duncan, William G. Newton y David Tsang.“Llamaradas de fracturación resonantes como sondas multimensajero de energía de simetría nuclear.”Aviso mensual de la Royal Astronomical Society (2021): puñalada764.