Wissenschaftler der ITMO-Universität erklärten, wie Neutronensterne eine intensive gerichtete Funkemission erzeugen. Sie erstellten ein Modell, das auf dem Übergang von Teilchen zwischen Gravitationszuständen, dh Quantenzuständen in einem Gravitationsfeld, basierte.
Neutronensterne sind eines der erstaunlichsten astronomischen Objekte, da sie in ihrer Dichte nur den Schwarzen Löchern unterlegen sind. Im Inneren gibt es keine getrennten Atome und Kerne. Diese hohe Dichte verursachte eine enorme Schwerkraft und führte zu einzigartigen physikalischen Eigenschaften, wie z. B. gerichteter Funkemission.
Auf der Erde begann die Untersuchung von Neutronensternen 1967, als sie anfingen, periodische Signale aufzunehmen. Zuerst dachten sie sogar, es sei eine Glocke aus außerirdischen Zivilisationen. Bald erkannten sie jedoch, dass die Emission von Neutronensternen ein natürlicher Prozess ist und keine Botschaft enthält. Radiowellen treten in Form eines schmalen Strahls auf, der wie ein Leuchtfeuer im Raum „leuchtet“, wenn sich ein Stern dreht. Es ähnelt daher periodischen Pulsationen.
Das Geheimnisvollste an Neutronensternen ist der Mechanismus, der eine solche gerichtete Funkemission erzeugt. Mehr als 50 Jahre wurde die Antwort nicht gefunden. Forscher der ITMO University haben den Prozess kürzlich beschrieben. Sie entwickelten ein theoretisches Modell basierend auf ähnlichen Zuständen, die in Elektronen von Halbleiternanokristallen und Gravitationsfeldern beobachtet wurden. Wissenschaftler untersuchten, wie sich Elektronen nahe der Oberfläche eines Neutronensterns bewegen. Sie sind aufgrund der hohen Materiedichte im Inneren des Sterns nicht in der Lage, ihn zu durchbrechen. Gleichzeitig werden Elektronen durch die starke Schwerkraft an die Oberfläche gezogen. Infolgedessen werden die Partikel in einer dünnen Schicht direkt über der Oberfläche des Sterns eingefangen. Die Gesetze der Quantenmechanik besagen, dass die Energie der eingefangenen Elektronen nur diskrete Werte annehmen kann. Wenn Elektronen auf die Oberfläche fallen, passieren sie diskrete Schwerkraftzustände und strahlen Energie in Form von Radiowellen aus.
Die Autoren stellten fest, dass sie trotz der aufregenden Ergebnisse die bekannten Prinzipien der Physik verwendeten. Der Mechanismus der Radioemission für Neutronensterne ähnelt nämlich einem gewöhnlichen Laser. In Zukunft wollen sie das Modell nutzen, um die Gravitationszustände anderer massereicher Objekte im Weltraum zu untersuchen.
