Kosmisk ‘nuklear Pasta’ kan være fremmed end oprindeligt antaget

skorpen af neutronstjerner — kosmiske fætre af sorte huller — besidder en underlig form for stof kendt som “nuklear pasta.”

nu, forskere har fundet ud af, at nuklear pasta kan være endnu fremmed end tidligere antaget, danner defekter, der binder stykker sammen til komplekse, uordnede former. Denne komplekse nukleare pasta kunne i sidste ende dømme de kraftige magnetfelter set fra neutronstjerner, siger forskere.

en neutronstjerne, som et sort hul, er en rest af en stjerne, der døde i en katastrofal eksplosion kendt som en supernova. Neutronstjerner er typisk små med diametre på omkring 12 miles (19 kilometer) eller deromkring, men de er så tætte, at en neutronstjernes massekan være omtrent det samme som solens. En del af en neutronstjerne på størrelse med en sukkerterning kan veje så meget som 100 millioner tons, hvilket gør neutronstjerner til de tætteste objekter i universet udover sorte huller.

i bunden af skorpen af neutronstjerner bliver atomkernerne proppet sammen så tæt, at protoner og neutroner arrangerer sig i mønstre, der ligner pastaformer. Nogle gange kommer nuklear pasta i stænger som spaghetti, flade plader som lasagne eller spiraler som fusilli.

nuklear pasta var blevet foreslået af teoretikere for mange år siden. I 2013 opdagede forskere eksperimentelt bevis for, at denne ulige fase af materie faktisk eksisterer.

tidligere forskning antydede, at nuklear pasta ville gøre det vanskeligere for varme og elektricitet at lede gennem neutronstjerner. Dette vil igen få magnetfelterne i neutronstjerner til at sprede sig meget hurtigere end forventet. Med et lavere magnetfelt ville neutronstjerner udstråle mindre energi i rummet og holde dem spinde længere. Forskere fandt for nylig, at der er mangel på langsomt hvirvlende neutronstjerner. Dette antydede tilstedeværelsen af nuklear pasta.

tidligere analyse af denne nye tilstand af materiens egenskaber antog imidlertid, at nuklear pasta fik perfekte, enkle stykker. Men nu har forskere fundet ud af, at nuklear pasta kan danne mere komplekse, uordnede former.

“vi forsøger at bestemme stadig mere detaljerede egenskaber ved ekstremt tætte eksotiske materialer i stjerner,” siger hovedforfatter Charles Horovits, fysiker ved Indiana University i Bloomington.

da forskerne ikke har nogen måde at skabe neutronstjernemateriale på jorden, var de afhængige af computersimuleringer af nuklear pasta. Disse involverede næsten 410.000 nukleoner — det vil sige protoner og neutroner, de partikler, der udgør atomkerner.

” vores nukleare pasta-simuleringer involverer flere nukleoner end noget tidligere arbejde,” sagde han.

efterforskerne fandt, at lasagne-arklignende stykker nuklear pasta kunne danne langlivede defekter formet som korketrukker, der forbinder disse ark.

” jeg har i årevis forsøgt at forestille mig neutronstjerner som geologiske verdener med forskellige slags nukleare klipper, fejl, bjerge,” sagde han. “Derefter fandt en molekylær dynamiksimulering en fejl-en defekt i de ellers regelmæssigt perfekte pastaformer, der varede i meget lang tid.”

disse misformede stykker nuklear pasta kunne gøre neutronstjerner endnu mindre ledende for varme og elektricitet end de perfekte stykker nuklear pasta, som tidligere undersøgelser havde modelleret. Dette kunne forklare spektret af lys fra systemet 1659-29, som besidder en neutronstjerne.

” røntgenobservationer af neutronstjerneskorpekøling kan give information om eksotiske pastafaser begravet en kilometer under overfladen,” sagde han. “Disse observationer kan så fortælle, om pastaen er forstyrret og har lave elektriske og termiske ledningsevne.”

eksistensen af kompleks, uordnet nuklear pasta “kan fortælle os skæbnen for de enorme magnetfelter i neutronstjerner, som kan være en billion eller flere gange stærkere end Jordens felt,” sagde han. “Hvis ledningsevnen er lav, kan de store elektriske strømme, der understøtter felterne, forsvinde om cirka en million år.”

forskerne vil detaljere deres resultater i et kommende nummer af tidsskriftet Fysiske Gennemgangsbreve.

Følg os @Spacedotcom, Facebook og Google+. Original artikel om Space.com.

seneste nyheder

{{ articleName }}

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.