Künstlerische Darstellung eines Pulsars. (Pitris/Getty Images) Hin und wieder riefen einige tote Sterne Pulsare etwas ganz Seltsames tun. Sie haben eine Art Schluckauf und beschleunigen ihre Rotationsgeschwindigkeit abrupt, bevor – normalerweise - Allmähliche Verlangsamung bis zum Normalzustand.
Wir sind nicht sicher, was sie verursacht; Astronomen gehen davon aus, dass es sich dabei um eine Art inneren Prozess handelt, etwa um Sternbeben oder um die Auflösung von Wirbeln im superflüssigen Kern des Sterns. Aber einige Pannen sind noch seltsamer. Sie sind viel kleiner als die klassischen Glitches und ihre Signaturen sind viel schwieriger zu erklären.
Ein neues Papier unter der Leitung des Physikers Innocent Okwudili Eya von der University of Nigeria schlägt eine etwas gewagtere Erklärung vor. Er und sein Team gehen davon aus, dass die Ursache dieser winzigen Störungen hypothetische Partikel sein könnten, die als „seltsame Nuggets“ bezeichnet werden.
„In dieser Analyse schlagen wir vor, dass die Ansammlung seltsamer Nuggets mit Pulsaren leicht zu Mikroglitch-Ereignissen führen könnte.“ sie schrieben in ihrer Zeitung .
„Die Signatur der Ereignisse hängt von der Energie der seltsamen Nuggets und der Interaktionslinie ab.“
Pulsare sind ziemlich interessante Sterne. Sie sind eine Art Neutronenstern - die Kerne toter Sterne einer bestimmten Masse, nachdem sie zur Supernova geworden sind.
Aber Pulsare sind stark magnetisiert, drehen sich sehr, sehr schnell, oft im Millisekundenbereich, und sie sind so ausgerichtet, dass die Strahlungsstrahlen ihrer Pole zu pulsieren scheinen, wenn sie vorbeirotieren, wie bei einem Leuchtturm.
Einige von ihnen pulsieren mit unglaublicher Regelmäßigkeit; Das macht sie nützlich für Anwendungen wie Entfernungen berechnen , Verständnis des interstellaren Mediums , und Erforschung der gekrümmten Raumzeit um ein schwarzes Loch .
Wir könnten sie möglicherweise sogar nutzen wie ein GPS, um die Sterne zu navigieren .
Ungefähr 190 der 2.700 bekannten Pulsare wurden als Störimpulse registriert; Insgesamt sind mehr als 500 klassische Pannen aktenkundig. Im Allgemeinen ist die Drücken Sie verlangsamt sich mit der Zeit geringfügig. Der Glitch ist wie ein Schluckauf, der die Rotationsgeschwindigkeit des Pulsars korrigiert.
Obwohl wir nicht sicher sind, was sie verursacht, wissen wir noch weniger über Mikrostörungen.
Diese können um Größenordnungen kleiner sein als herkömmliche Glitches, und einige von ihnen haben eine negative Signatur – das heißt eine Verzögerung, auch Anti-Glitch genannt – die, so behaupten die Forscher, nicht mit herkömmlichen Glitch-Mechanismen vereinbar ist.
Hier sind die seltsamen Nuggets – AKA Strangelets - Geben Sie das Bild ein. Hierbei handelt es sich um ein hypothetisches Teilchen, das wir nie tatsächlich entdeckt haben und das einige Wissenschaftler als Kandidaten vorgeschlagen haben Dunkle Materie .
Sie bestehen aus Quarks. Das ist nicht ungewöhnlich; Protonen und Neutronen – die subatomaren Teilchen in den Atomkernen, aus denen die gesamte sichtbare Materie (einschließlich uns) besteht – enthalten jeweils drei Quarks. Es sind die Geschmacksrichtungen der Quarks, die den Unterschied machen.
Quarks gibt es in sechs Geschmacksrichtungen: Up, Down, Top, Bottom, Strange und Charm. Zwei Up-Quarks und ein Down-Quark ergeben ein Proton; Zwei Down-Quarks und ein Up-Quark ergeben ein Neutron.
Die anderen vier Geschmacksrichtungen sind „schwere“ Quarks. Aufgrund ihrer geringen Stabilität werden sie meist nur in Teilchenbeschleunigern beobachtet, wo sie kurz nach ihrer Bildung schnell in andere Teilchen zerfallen.
Es wird jedoch die Hypothese aufgestellt, dass Strange-Quarks stabilisiert werden könnten, wenn sie in gleicher Anzahl mit Up- und Down-Quarks kombiniert würden. Ein solches Teilchen wird Strangelet, Strange Quark oder Strange Nugget – ein kleines Stück davon – genannt seltsame Quark-Materie (auch hypothetisch).
Es ist möglich, dass Strangelets zusammen mit Protonen und Neutronen im frühen Universum entstanden sind, als die ursprüngliche Quarksuppe zu Materie verschmolz. Wenn ja, könnten sie heute noch im Kosmos herumlungern.
Im Jahr 2009 argumentierte ein anderes Astronomenteam, dass Pulsare vollständig aus seltsamer Quark-Materie bestehen könnte für Mikrostörungen verantwortlich sein ; Doch Eya und sein Team haben eine andere Erklärung.
Sie untersuchten 299 aufgezeichnete Mikrostörungen und ihren Berechnungen zufolge könnten die Ereignisse durch seltsame Nuggets verursacht werden, die mit den Pulsaren kollidieren.
Sollten tatsächlich noch seltsame Nuggets herumhängen, könnten sie mit Sternobjekten kollidieren. Pulsare wären gute Kandidaten für die Entdeckung solcher Kollisionen – sie haben ein starkes Gravitationsfeld und ihre regelmäßigen Pulse würden die Kollisionen besser erkennbar machen als beispielsweise nichtpulsare Neutronensterne.
Und Variationen in der Energie der kollidierenden seltsamen Nuggets könnten sowohl die positiven als auch die negativen Mikrostörungen erklären.
„In diesen Rahmenwerken könnte die Wechselwirkung von Pulsaren mit SNs zu einem Sternbeben (oder Rissen in der Kruste) führen, wenn der Einschlag stark genug ist.“ schrieben die Forscher in ihrer Arbeit .
„Das Beben führte leicht zu plötzlichen Spin-Ups, die als Mikrostörungen positiver Signaturen beobachtet wurden.“ Wenn dagegen die Energie der seltsamen Nuggets nicht groß genug ist, um durch den Aufprall ein Sternbeben auszulösen, führt die Wechselwirkung zu einem plötzlichen Anstieg des stellaren Trägheitsmoments, was sich in einem plötzlichen Spin-Down manifestiert, der als Mikrostörungen mit negativen Signaturen beobachtet wird.“
Es ist natürlich theoretisch und manche mögen es für unwahrscheinlich halten. Aber es ist schwierig, in der Wissenschaft Fortschritte zu machen, wenn man nicht zumindest offen dafür ist, neue Möglichkeiten zu erkunden und Spaß zu haben. Und es ist schwierig, eine Hypothese zu testen, wenn man keine Hypothese zum Testen hat.
Daher werden wir gespannt auf die nächste Entwicklung in dieser Forschungsrichtung warten.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Astrophysik und Weltraumwissenschaften .