Neutronové hvězdy jsou zlí duchové obřích hvězd: horká jádra exotické hmoty, která zbyla po supernovách. Stejně jako termosky naplněné horkou nudlovou polévkou vychladnou celé věky. Nyní si ale vědci myslí, že vědí, jak to tyto hvězdy dělají: s obří porcí těstovin.
Ne, tyto příliš husté hvězdné mrtvoly nejsou plněné špagetami. Místo toho se neutronové hvězdy ochlazují a uvolňují éterické částice známé jako neutrina. A nový výzkum ukazuje, že tento úkol plní díky přechodnému typu hmoty známému jako jaderná pasta, vlnitý, stočený materiál, ve kterém jsou atomy téměř, ale ne zcela, vzájemně promíchané. Tato struktura nukleární pasty vytváří oblasti s nízkou hustotou uvnitř hvězd, což umožňuje únik neutrinů a tepla.
Čajová lžička hmoty shromážděné z povrchu neutronové hvězdy by vážila miliardy tun, více než všichni lidé na Zemi dohromady. Taková hustota pomáhá velmi dobře udržovat teplo. A zatímco naše Slunce, které je považováno za žlutého trpaslíka, vyzařuje velkou část svého tepla jako světlo, částice světla produkované uvnitř neutronové hvězdy zřídka stoupají k povrchu, aby unikli. Tyto násilné hvězdy - každá o velikosti amerického města - se však nakonec uklidní, hlavně uvolněním neutrin.
"Pasta je něco mezi jadernou hmotou a běžnou hmotou," řekl spoluautor studie Charles Horowitz, fyzik z University of Illinois. "Pokud začnete hmotu opravdu, opravdu tvrdě mačkat do neutronové hvězdy, jádra se k sobě budou stále více přibližovat a nakonec se začnou srážet," řekl Horowitz Live Science. "A když se začnou srážet, dějí se divné věci."
V určitém okamžiku tlak stoupne tak vysoko, že se struktura běžné hmoty zcela zhroutí do nediferencovaného jaderného bujónu. Ale těsně předtím, než se tak stane, je tu oblast s těstovinami.
Vědci po většinu posledního desetiletí věděli, že tato pasta sídlí uvnitř neutronových hvězd, těsně pod jejich kůrou v oblasti, kde se obyčejná hmota přeměňuje na podivnou, špatně pochopenou jadernou hmotu. A také věděli, že emise neutrin pomáhají ochlazovat neutronové hvězdy. Nový výzkum ukazuje, jak těstoviny pomáhají odvrátit neutrina.
Základní vzorec pro vznik neutrin v neutronové hvězdě je jednoduchý: neutron se rozpadne, změní se na o něco lehčí proton s nízkou energií a ultralehké neutrino. Jde o jednoduchý proces, o kterém je známo, že se odehrává někde ve vesmíru, včetně našeho Slunce. Ale aby tento recept fungoval, musí být přítomny správné podmínky. A v neutronové hvězdě tak podmínky nevypadají. Výzkumníci ukázali, že emise neutrin z jaderné pasty jsou pravděpodobně mnohem účinnější než emise neutrin z jádra neutronové hvězdy. To znamená, že většinu chlazení má na svědomí pasta.
Podle Horowitze tento výzkum skutečně naznačuje, že neutronové hvězdy se ochlazují pomaleji, než se očekávalo. Takže žijí déle. Podle něj bude třeba změnit historii časoprostoru tak, aby odpovídala jejich nadpřirozené odolnosti vůči extrémnímu teplu po eony.
Přečtěte si také: