Неутронните звезди са злите призраци на гигантски звезди: горещи ядра от екзотична материя, останали от свръхнови. Подобно на термоси, пълни с гореща супа с юфка, те отнемат векове, за да се охладят. Но сега изследователите смятат, че знаят как го правят тези звезди: с огромна порция паста.
Не, тези твърде плътни звездни трупове не са пълни със спагети. Вместо това неутронните звезди се охлаждат, освобождавайки етерни частици, известни като неутрино. И нови изследвания показват, че те изпълняват тази задача благодарение на междинен тип материя, известна като ядрена паста, вълнообразен, навит материал, в който атомите са почти, но не съвсем, смесени един с друг. Тази структура на ядрена паста създава области с ниска плътност вътре в звездите, позволявайки на неутрино и топлина да избягат.
Една чаена лъжичка материя, събрана от повърхността на неутронна звезда, би тежала милиарди тонове, повече от всички хора на Земята взети заедно. Такава плътност му помага да задържа топлината много добре. И докато нашето Слънце, което се смята за жълто джудже, излъчва голяма част от топлината си като светлина, частиците светлина, произведени вътре в неутронна звезда, рядко се издигат на повърхността, за да избягат. Въпреки това, тези бурни звезди - всяка с размерите на американски град - в крайна сметка се успокояват, главно чрез освобождаване на неутрино.
„Пастата е нещо средно между ядрена материя и обикновена материя“, каза съавторът на изследването Чарлз Хоровиц, физик от университета на Илинойс. „Ако започнете да притискате материята наистина, наистина силно в неутронна звезда, ядрата ще се приближават все по-близо едно до друго и в крайна сметка ще започнат да се сблъскват“, каза Хоровиц пред Live Science. „И когато започнат да се сблъскват, се случват странни неща.
В един момент налягането се повишава толкова високо, че структурата на обикновената материя напълно се срива в недиференциран ядрен бульон. Но точно преди това да се случи, има зона за паста.
Учените са знаели през по-голямата част от последното десетилетие, че тази паста се намира вътре в неутронните звезди, точно под техните кори в региона, където обикновената материя се трансформира в странна, слабо разбрана ядрена материя. И те също знаеха, че емисиите на неутрино помагат за охлаждането на неутронните звезди. Ново изследване показва как пастата помага за предпазване от неутрино.
Основната формула за образуване на неутрино в неутронна звезда е проста: неутронът се разпада, превръщайки се в малко по-лек протон с ниска енергия и ултралеко неутрино. Това е прост процес, за който се знае, че протича някъде в космоса, включително нашето Слънце. Но за да работи тази рецепта, трябва да са налице подходящите условия. А в една неутронна звезда условията не изглеждат така. Изследователите показаха, че емисиите на неутрино от ядрената паста вероятно са много по-ефективни от емисиите на неутрино от ядрото на неутронна звезда. Това означава, че по-голямата част от охлаждането се дължи на пастата.
Според Хоровиц това изследване предполага, че неутронните звезди се охлаждат по-бавно от очакваното. Така те живеят по-дълго. Според него историята на пространство-времето ще трябва да бъде променена, за да се отчете тяхната свръхестествена устойчивост на екстремни горещини в продължение на векове.
Прочетете също: