Neutronske zvijezde su zli duhovi divovskih zvijezda: vruće jezgre egzotične materije preostale od supernova. Poput termosica napunjenih vrućom juhom s rezancima, potrebno im je mnogo vremena da se ohlade. Ali sada istraživači misle da znaju kako to rade ove zvijezde: s ogromnom porcijom tjestenine.
Ne, ovi pregusti zvjezdani leševi nisu punjeni špagetima. Umjesto toga, neutronske zvijezde se hlade, oslobađajući eterične čestice poznate kao neutrini. A nova istraživanja pokazuju da taj zadatak ostvaruju zahvaljujući srednjoj vrsti materije poznatoj kao nuklearna pasta, valoviti, smotani materijal u kojem su atomi gotovo, ali ne sasvim, pomiješani jedni s drugima. Ova struktura nuklearne paste stvara područja niske gustoće unutar zvijezda, dopuštajući neutrinima i toplini da pobjegnu.
Žličica materije prikupljena s površine neutronske zvijezde težila bi milijarde tona, više nego svi ljudi na Zemlji zajedno. Takva gustoća pomaže da vrlo dobro zadrži toplinu. I dok naše Sunce, koje se smatra žutim patuljkom, emitira velik dio svoje topline kao svjetlost, čestice svjetlosti proizvedene unutar neutronske zvijezde rijetko se dižu na površinu kako bi pobjegle. Međutim, te nasilne zvijezde - svaka veličine američkog grada - na kraju se smire, uglavnom ispuštanjem neutrina.
"Pasta je nešto između nuklearne materije i obične materije", rekao je koautor studije Charles Horowitz, fizičar sa Sveučilišta Illinois. "Ako počnete stvarno, jako jako stiskati materiju u neutronsku zvijezdu, jezgre će se približavati sve bliže i na kraju se početi sudarati", rekao je Horowitz za Live Science. "A kada se počnu sudarati, događaju se čudne stvari."
U nekom trenutku, tlak poraste toliko visoko da se struktura obične materije potpuno uruši u nediferenciranu nuklearnu juhu. Ali neposredno prije nego što se to dogodi, postoji područje tjestenine.
Znanstvenici su veći dio prošlog desetljeća znali da se ova pasta nalazi unutar neutronskih zvijezda, odmah ispod njihove kore u području gdje se obična materija pretvara u čudnu, slabo shvaćenu nuklearnu materiju. Također su znali da emisije neutrina pomažu u hlađenju neutronskih zvijezda. Nova istraživanja pokazuju kako tjestenina pomaže u obrani od neutrina.
Osnovna formula za stvaranje neutrina u neutronskoj zvijezdi je jednostavna: neutron se raspada, pretvarajući se u nešto lakši proton s niskom energijom i ultralaki neutrino. Ovo je jednostavan proces za koji se zna da se odvija negdje u svemiru, uključujući naše Sunce. Ali da bi ovaj recept uspio, moraju postojati pravi uvjeti. A u neutronskoj zvijezdi uvjeti ne izgledaju tako. Istraživači su pokazali da su emisije neutrina iz nuklearne paste vjerojatno mnogo učinkovitije od emisija neutrina iz jezgre neutronske zvijezde. To znači da je većina hlađenja posljedica paste.
Prema Horowitzu, ovo istraživanje sugerira da se neutronske zvijezde hlade sporije nego što se očekivalo. Tako žive duže. Prema njemu, povijest prostor-vremena morat će se promijeniti kako bi se objasnila njihova nadnaravna otpornost na ekstremnu vrućinu eonima.
Pročitajte također: