Neutroninės žvaigždės yra blogi milžiniškų žvaigždžių vaiduokliai: karštos egzotinės medžiagos šerdys, likusios po supernovų. Kaip termosai, užpildyti karšta makaronų sriuba, jie atvėsta eonus. Tačiau dabar mokslininkai mano, kad žino, kaip šios žvaigždės tai daro: su milžiniška makaronų porcija.
Ne, šie pernelyg tankūs žvaigždžių lavonai nėra užpildyti spagečiais. Vietoj to, neutroninės žvaigždės vėsta, išskirdamos eterines daleles, žinomas kaip neutrinai. Ir nauji tyrimai rodo, kad jie šią užduotį atlieka dėl tarpinio tipo medžiagos, žinomos kaip branduolinė pasta, banguota, suvyniota medžiaga, kurioje atomai yra beveik, bet ne visiškai susimaišę vienas su kitu. Ši branduolinės pastos struktūra žvaigždžių viduje sukuria mažo tankio sritis, leidžiančias neutrinams ir šilumai pabėgti.
Arbatinis šaukštelis medžiagos, surinktos iš neutroninės žvaigždės paviršiaus, svertų milijardus tonų, daugiau nei visi žmonės Žemėje kartu paėmus. Toks tankis padeda labai gerai išlaikyti šilumą. Ir nors mūsų Saulė, kuri laikoma geltonąja nykštuke, didžiąją dalį šilumos išskiria kaip šviesą, neutroninės žvaigždės viduje susidarančios šviesos dalelės retai kyla į paviršių, kad ištrūktų. Tačiau šios žiaurios žvaigždės – kiekviena maždaug Amerikos miesto dydžio – ilgainiui nurimsta, daugiausia išleisdamos neutrinus.
„Pasta yra kažkas tarp branduolinės ir įprastos medžiagos“, – sakė tyrimo bendraautorius Charlesas Horowitzas, fizikas iš Ilinojaus universiteto. „Jei pradėsite tikrai labai stipriai spausti materiją į neutroninę žvaigždę, branduoliai vis labiau priartės ir galiausiai pradės susidurti“, – „Live Science“ sakė Horowitzas. – Ir kai jie pradeda susidurti, nutinka keistų dalykų.
Tam tikru momentu slėgis pakyla taip, kad įprastos medžiagos struktūra visiškai subyra į nediferencijuotą branduolinį sultinį. Tačiau prieš pat tai yra makaronų zona.
Didžiąją pastarojo dešimtmečio dalį mokslininkai žinojo, kad ši pasta yra neutroninių žvaigždžių viduje, tiesiai po jų pluta regione, kur įprasta medžiaga virsta keista, menkai suprantama branduoline medžiaga. Jie taip pat žinojo, kad neutrinų emisija padeda vėsinti neutronines žvaigždes. Nauji tyrimai rodo, kaip makaronai padeda apsisaugoti nuo neutrinų.
Pagrindinė neutrinų susidarymo neutroninėje žvaigždėje formulė yra paprasta: neutronas suyra, virsdamas šiek tiek lengvesniu protonu, turinčiu mažą energiją ir itin lengvu neutrinu. Tai paprastas procesas, kuris, kaip žinoma, vyksta kažkur erdvėje, įskaitant mūsų Saulę. Tačiau tam, kad šis receptas veiktų, turi būti sudarytos tinkamos sąlygos. O neutroninėje žvaigždėje sąlygos taip neatrodo. Tyrėjai parodė, kad neutrinų emisija iš branduolinės pastos tikriausiai yra daug efektyvesnė nei neutrinų emisija iš neutroninės žvaigždės šerdies. Tai reiškia, kad didžioji dalis aušinimo atsiranda dėl pastos.
Pasak Horowitzo, šis tyrimas rodo, kad neutroninės žvaigždės vėsta lėčiau nei tikėtasi. Taigi jie gyvena ilgiau. Pasak jo, erdvėlaikio istorija turės būti pakeista, kad būtų atsižvelgta į jų antgamtinį atsparumą dideliam karščiui eonus.
Taip pat skaitykite: