Mikroskopisk deformation af en neutronstjerne udledt fra en afstand på 4500 lysår

Forestil dig, at størrelsen af ​​en bakterie måles fra en afstand på omkring 4500 lysår. Dette ville være en utrolig måling, i betragtning af, at en bakterie er så lille, at der kræves et mikroskop for at se den, og hvilken enorm afstand lys kan rejse på 4500 år, givet, at den kan runde Jorden mere end syv gange på bare et sekund.

Men en lille deformation på størrelse med en bakterie, det er en ekstra højde på nogle få mikrometer i én retning, er nu blevet udledt for en neutronstjerne i en afstand af omkring 4500 lysår, fra forskning af prof. Sudip Bhattacharyya fra Tata Institute of Fundamental Research (TIFR), Indien. Denne undersøgelse er offentliggjort i et nyt papir i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

Neutronstjerner er utrolig tætte kosmiske objekter. De er på størrelse med en by, men indeholder mere materiale end Solen, og en håndfuld stjerneting ville opveje et bjerg på Jorden. Nogle af dem er observeret at snurre flere hundrede gange i sekundet, og vi kalder dem millisekundpulsarer. En let asymmetri eller deformation omkring en sådan stjernes spinakse ville forårsage konstant udsendelse af gravitationsbølger.

Gravitationsbølger, som er krusninger i rumtiden, har for nylig givet et nyt vindue til universet. Men indtil videre er de blevet fundet som forbigående fænomener af sammensmeltninger af sorte huller og neutronstjerner. Kontinuerlige gravitationsbølger, for eksempel fra en let deformeret og snurrende neutronstjerne, er indtil videre ikke blevet opdaget. De nuværende instrumenter har muligvis ikke evnen til at detektere disse bølger, hvis deformationen er for lille.

Imidlertid, en måde at indirekte udlede sådanne bølger og måle denne deformation på er at estimere bølgernes bidrag til pulsarens spin-down rate, hvilket ikke var muligt indtil nu. PSR J1023+0038 er en unik kosmisk kilde til dette formål, fordi det er den eneste millisekundspulsar, for hvilken to spin-down-hastigheder, i fasen med masseoverførsel fra følgestjernen og i fasen, hvor der ikke er nogen masseoverførsel, blev målt. Ved at bruge disse værdier, og primært et grundlæggende fysikprincip, det er bevarelsen af ​​vinkelmomentum, Bhattacharyya har udledt kontinuerlige gravitationsbølger og har estimeret neutronstjernens mikroskopiske deformation.