Neutroninėje žvaigždėje – egzotinės būsenos medžiaga

Sparčiai vėstantis žvaigždės branduolys pateikia pirmuosius tiesioginius įrodymus, kad tokios žvaigždės gali sukurti supertakią neutronų medžiagą.

Tokios medžiagos būsenos Žemės laboratorijose sukurti neįmanoma, rašo NewScientist.com.

Neutroninės žvaigždės yra sprogusių žvaigždžių liekanos. Jų branduoliai tokie tankūs, kad atomų branduoliai suyra, o protonai ir elektronai susijungia, sudarydami neutronų „sriubą“.

Jei sąlygos tinkamos, šie neutronai gali susiporuoti ir suformuoti supertakią medžiagą, kuri pasižymi kvantinėmis savybėmis, o tai reiškia, kad ji teka be jokios trinties. Laboratorijose sukurtos supertakios medžiagos elgiasi labai keistai, pavyzdžiui, šliaužia puodelio sienomis arba visiškai nejuda, nors indas, kuriame jos patalpintos, sukamas.

Jau ilgą laiką manyta, kad neutroninių žvaigždžių branduoliuose esantys neutronai tampa supertakūs, tačiau iki šiol nebuvo jokių tiesioginių įrodymų. Tačiau 2010 metais astrofizikai Craigas Heinke ir Wynnas Ho ištyrė NASA observatorijoje gautus duomenis apie 330 metų senumo neutroninę žvaigždę, esančią supernovos liekanos Kasiopėjos A centre.

Duomenys parodė, kad nuo 1999 metų, kai žvaigždė buvo atrasta, jos ryškumas sumažėjo 20 proc., o tai atitinka temperatūros sumažėjimą 4 laipsniais. „Tai nepaprastai spartus vėsimas“, – teigia Meksikos nacionalinio autonominio universiteto mokslininkas Dany Page`as.

D. Page`as ir jo kolegos apskaičiavo, kad šį spartų vėsimą galėtų paaiškinti tai, kad dalis branduolyje esančių neutronų tampa supertakiais.

Kai neutronai susiporuoja, kad sudarytų supertakią medžiagą, jie išskiria neutrinus, kurie lengvai praeina pro žvaigždę, kartu išsinešdami didelius kiekius energijos. Dėl šios priežasties žvaigždė galėtų sparčiai vėsti, teigia mokslininkai.

Kita mokslininkų komanda, kurioje dirba C. Heinke ir W. Ho, taip pat teigia, kad neutroninės žvaigždės temperatūra greitai krenta dėl neutronų supertakumo.

Merilendo universiteto mokslininkas Cole`as Milleris mano, kad toks samprotavimas įtikinantis, tačiau pastebi, kad abi astronomų komandos, skaičiuodamos žvaigždės temperatūrą pagal jos ryškumą, rėmėsi labai sudėtingais modeliais, o ne tiesiogiai temperatūrą išmatavo.

„Nors asmeniškai galėčiau lažintis, kad šie mokslininkai pateikia teisingas interpretacijas, jiems gali neužtekti informacijos, kad tai galėtų tvirtinti neabejodami“, – teigė jis.

Astronomai tvirtesnių supertakumo įrodymų galėtų gauti ateinančius dešimtmečius stebėdami neutroninę žvaigždę. Vis didesnei jos daliai tampant supertakia, jos vėsimas turėtų sulėtėti.

Galimybė Žemėje sukurti supertakių neutronų „sriubą“ yra labai maža. Nors dalelių greitintuvai gali sukurti ypač tankius medžiagos ugnies kamuolius, temperatūros yra per aukštos, kad būtų galima atkurti neutroninės žvaigždės viduje esančias sąlygas. Supertakios medžiagos, sukurtos laboratorijoje, dažniausiai sudarytos iš atvėsusių helio atomų.