Τα αστέρια νετρονίων είναι τα κακά φαντάσματα των γιγάντων αστεριών: θερμοί πυρήνες εξωτικής ύλης που έχουν απομείνει από σουπερνόβα. Σαν θερμοσώματα γεμισμένα με ζεστή σούπα χυλοπίτες, χρειάζονται αιώνες για να κρυώσουν. Αλλά τώρα οι ερευνητές πιστεύουν ότι ξέρουν πώς το κάνουν αυτά τα αστέρια: με μια τεράστια μερίδα ζυμαρικών.
Όχι, αυτά τα υπερβολικά πυκνά αστρικά πτώματα δεν είναι γεμάτα με μακαρόνια. Αντίθετα, τα αστέρια νετρονίων ψύχονται, απελευθερώνοντας αιθέρια σωματίδια γνωστά ως νετρίνα. Και νέα έρευνα δείχνει ότι επιτυγχάνουν αυτό το έργο χάρη σε έναν ενδιάμεσο τύπο ύλης που είναι γνωστός ως πυρηνική πάστα, ένα κυματιστό, κουλουριασμένο υλικό στο οποίο τα άτομα είναι σχεδόν, αλλά όχι εντελώς, αναμεμειγμένα μεταξύ τους. Αυτή η δομή πυρηνικής πάστας δημιουργεί περιοχές χαμηλής πυκνότητας μέσα στα αστέρια, επιτρέποντας στα νετρίνα και τη θερμότητα να διαφύγουν.
Ένα κουταλάκι του γλυκού ύλης που συλλέγεται από την επιφάνεια ενός αστέρα νετρονίων θα ζύγιζε δισεκατομμύρια τόνους, περισσότερο από όλους τους ανθρώπους στη Γη μαζί. Μια τέτοια πυκνότητα το βοηθά να διατηρεί τη θερμότητα πολύ καλά. Και ενώ ο Ήλιος μας, που θεωρείται κίτρινος νάνος, εκπέμπει μεγάλο μέρος της θερμότητάς του ως φως, σωματίδια φωτός που παράγονται μέσα σε ένα αστέρι νετρονίων σπάνια ανεβαίνουν στην επιφάνεια για να διαφύγουν. Ωστόσο, αυτά τα βίαια αστέρια - το καθένα στο μέγεθος μιας αμερικανικής πόλης - τελικά ηρεμούν, κυρίως απελευθερώνοντας νετρίνα.
«Η πάστα είναι κάτι μεταξύ πυρηνικής ύλης και συνηθισμένης ύλης», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Τσαρλς Χόροβιτς, φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις. «Αν αρχίσετε να συμπιέζετε την ύλη πολύ, πολύ δυνατά σε ένα αστέρι νετρονίων, οι πυρήνες θα πλησιάζουν όλο και πιο κοντά μεταξύ τους και τελικά θα αρχίσουν να συγκρούονται», είπε ο Horowitz στο Live Science. «Και όταν αρχίζουν να συγκρούονται, συμβαίνουν περίεργα πράγματα».
Σε κάποιο σημείο, η πίεση αυξάνεται τόσο ψηλά που η δομή της συνηθισμένης ύλης καταρρέει εντελώς σε έναν αδιαφοροποίητο πυρηνικό ζωμό. Αλλά λίγο πριν συμβεί αυτό, υπάρχει μια περιοχή με ζυμαρικά.
Οι επιστήμονες γνώριζαν για το μεγαλύτερο μέρος της τελευταίας δεκαετίας ότι αυτή η πάστα βρίσκεται μέσα σε αστέρια νετρονίων, ακριβώς κάτω από το φλοιό τους στην περιοχή όπου η συνηθισμένη ύλη μετατρέπεται σε περίεργη, κακώς κατανοητή πυρηνική ύλη. Και γνώριζαν επίσης ότι οι εκπομπές νετρίνων βοηθούν στην ψύξη των αστέρων νετρονίων. Νέα έρευνα δείχνει πώς τα ζυμαρικά βοηθούν στην απομάκρυνση των νετρίνων.
Η βασική φόρμουλα για το σχηματισμό νετρίνων σε ένα αστέρι νετρονίων είναι απλή: το νετρόνιο διασπάται, μετατρέπεται σε ένα ελαφρώς ελαφρύτερο πρωτόνιο με χαμηλή ενέργεια και ένα εξαιρετικά ελαφρύ νετρίνο. Αυτή είναι μια απλή διαδικασία που είναι γνωστό ότι λαμβάνει χώρα κάπου στο διάστημα, συμπεριλαμβανομένου του Ήλιου μας. Για να λειτουργήσει όμως αυτή η συνταγή πρέπει να υπάρχουν οι κατάλληλες συνθήκες. Και σε ένα αστέρι νετρονίων, οι συνθήκες δεν μοιάζουν έτσι. Οι ερευνητές έδειξαν ότι οι εκπομπές νετρίνων από την πυρηνική πάστα είναι πιθανώς πολύ πιο αποτελεσματικές από τις εκπομπές νετρίνων από τον πυρήνα ενός αστέρα νετρονίων. Αυτό σημαίνει ότι το μεγαλύτερο μέρος της ψύξης οφείλεται στην πάστα.
Σύμφωνα με τον Horowitz, αυτή η έρευνα υποδηλώνει ότι τα αστέρια νετρονίων ψύχονται πιο αργά από το αναμενόμενο. Έτσι ζουν περισσότερο. Σύμφωνα με τον ίδιο, η ιστορία του χωροχρόνου θα πρέπει να αλλάξει για να εξηγηθεί η υπερφυσική αντίστασή τους στην ακραία θερμότητα για αιώνες.
Διαβάστε επίσης: