Neutronitähdet ovat jättiläisten tähtien pahoja haamuja: supernovasta jääneen eksoottisen aineen kuumia ytimiä. Kuten kuumalla nuudelikeitolla täytetyt termospullot, ne jäähtyvät ikuisesti. Mutta nyt tutkijat luulevat tietävänsä, kuinka nämä tähdet tekevät sen: jättiläismäisellä pastaannoksella.
Ei, nämä liian tiheät tähtiruumiit eivät ole täynnä spagettia. Sen sijaan neutronitähdet jäähtyvät ja vapauttavat eetterihiukkasia, jotka tunnetaan nimellä neutriino. Ja uusi tutkimus osoittaa, että he suorittavat tämän tehtävän väliaineen tyypin ansiosta ydinpasta, aaltoileva, kierretty materiaali, jossa atomit ovat melkein, mutta eivät aivan, sekoittuneet keskenään. Tämä ydintahnarakenne luo matalatiheyksisiä alueita tähtien sisään, jolloin neutriinot ja lämpö pääsevät karkaamaan.
Neutronitähden pinnalta kerätty teelusikallinen ainetta painaisi miljardeja tonneja, enemmän kuin kaikki maapallon ihmiset yhteensä. Tällainen tiheys auttaa sitä säilyttämään lämpöä erittäin hyvin. Ja vaikka aurinkomme, jota pidetään keltaisena kääpiönä, säteilee suuren osan lämmöstään valona, neutronitähden sisällä syntyvät valohiukkaset nousevat harvoin pintaan pakenemaan. Nämä väkivaltaiset tähdet - kukin suunnilleen amerikkalaisen kaupungin kokoinen - kuitenkin rauhoittuvat, pääasiassa vapauttamalla neutriinoja.
"Tahna on jotain ydinaineen ja tavallisen aineen väliltä", sanoi tutkimuksen toinen kirjoittaja Charles Horowitz, fyysikko Illinoisin yliopistosta. "Jos alat puristaa ainetta todella, todella lujasti neutronitähdeksi, ytimet tulevat lähemmäksi toisiaan ja lopulta alkavat törmätä", Horowitz kertoi Live Sciencelle. "Ja kun ne alkavat törmätä, tapahtuu outoja asioita."
Jossain vaiheessa paine nousee niin korkeaksi, että tavallisen aineen rakenne romahtaa täysin erilaistumattomaksi ydinliemeksi. Mutta juuri ennen kuin se tapahtuu, siellä on pasta-alue.
Tiedemiehet ovat tienneet suurimman osan kuluneesta vuosikymmenestä, että tämä tahna sijaitsee neutronitähtien sisällä, aivan niiden kuoren alla alueella, jossa tavallinen aine muuttuu oudoksi, huonosti ymmärrettäväksi ydinaineeksi. Ja he tiesivät myös, että neutriinopäästöt auttavat jäähdyttämään neutronitähtiä. Uusi tutkimus osoittaa, kuinka pasta auttaa torjumaan neutriinoja.
Peruskaava neutronien muodostumiselle neutronitähdessä on yksinkertainen: neutroni hajoaa muuttuen hieman kevyemmäksi protoniksi, jolla on vähän energiaa ja ultrakevyeksi neutriinoksi. Tämä on yksinkertainen prosessi, jonka tiedetään tapahtuvan jossain avaruudessa, mukaan lukien Auringossamme. Mutta jotta tämä resepti toimisi, on oltava oikeat olosuhteet. Ja neutronitähdessä olosuhteet eivät näytä siltä. Tutkijat osoittivat, että ydinpastan neutriinopäästöt ovat luultavasti paljon tehokkaampia kuin neutronitähden ytimestä peräisin olevat neutrinopäästöt. Tämä tarkoittaa, että suurin osa jäähdytyksestä johtuu tahnasta.
Horowitzin mukaan tämä tutkimus viittaa siihen, että neutronitähdet jäähtyvät odotettua hitaammin. Joten he elävät pidempään. Hänen mukaansa aika-avaruuden historiaa on muutettava, jotta voidaan ottaa huomioon niiden yliluonnollinen kestävyys äärimmäiselle kuumuudelle aionien ajan.
Lue myös: