Středa, 23 září
Shadow

Nová forma hmoty: „Jaderné těstoviny“

Pulzar - rotující neutronová hvězda s výtrysky elektromagnetického záření a částic ve směru magnetické osy.
Pulzar – rotující neutronová hvězda s výtrysky elektromagnetického záření a částic ve směru magnetické osy.  Zdroj: NASA

Vzácný stav hmoty, s humorem nazvaný jaderné těstoviny, podle astronomů existuje uvnitř velmi hustých objektů zvaných neutronové hvězdy.
V neutronových hvězdách jsou jádra atomů stlačena tak těsně k sobě, že se samovolně uspořádají do struktur, které připomínají těstoviny – některé vytváří pláty (jako lasagne), jiné mají tvar spirál (jako fusilli). Ne, opravdu se nejedná o vtip, pouze o vtipné pojmenování nového objevu. Právě tyto struktury podle nové studie s největší pravděpodobností vymezují minimální možnou rychlost rotace těchto hvězd.
„Podmínky pro vznik tohoto stavu mohou být dosaženy pouze v neutronových hvězdách, nejhustším prostředí ve vesmíru, hned po černých dírách,“ řekl astronom José Pons z Univerzity Alicante ve Španělsku.
Tento nový stav hmoty byl teoretiky předpovězen před mnoha lety, ale nikdy nebyl experimentálně potvrzen. Teď ale Pons a jeho spolupracovníci použili údaje o rychlosti rotace neutronových hvězd zvaných pulzary a navrhli první důkaz toho, že jaderné těstoviny opravdu existují.

 

Pulzary jsou charakteristické dvěma svazky záření a částic, které vytryskují ve směru jejich magnetické osy a spolu s rotací těchto hvězd působí dojmem vesmírného majáku. Rotace pulzaru totiž způsobuje, že je možné pozorovat pravidelné záblesky. Naopak frekvence těchto záblesků nám dává informaci o rychlosti rotace této podivuhodné hvězdy.
Vědci pozorovali desítky pulzarů, ale nikdy nepozorovaly žádný, který by měl periodu delší než 12 sekund. „V principu to bylo velmi nečekané, měli bychom být schopni pozorovat i pulsary s delší periodou, “ uvedl Pons. Delší perioda by samozřejmě znamenala pomalejší rotaci.
Ovšem jsou to právě jaderné těstoviny, které by mohly vysvětlit absenci hvězd s menší periodou rotace. Výzkumníci si uvědomili, že pokud se jádra atomů uvnitř hvězd reorganizují do složitých struktur, zvýší to elektrický odpor hvězdné hmoty a tím pádem bude pro elektrony mnohem těžší se materiálem pohybovat. To by pak znamenalo, že magnetická pole těchto hvězd ztrácí energii rychleji, než se očekávalo.
Pulzary zpomalují svou rotaci vyzařováním elektromagnetických vln, protože vyzařování způsobuje přesun části hmotnosti hvězdy směrem ven, nastává podobný efekt jako u krasobruslaře, který rozpaží, případně odhodí závaží. Rychlost rotace se tedy v důsledku záření zpomaluje. Pokud jsou ovšem magnetická pole omezená, což by v případě existence jaderných struktur ve tvaru těstovin platilo, není ztrátové záření tak silné a rychlost rotace se nemůže dále snižovat. To způsobí, že rychlost pulsaru se zasekne na určité minimální hodnotě.
„Tím, že jsme si spojili toto astronomické pozorování, tedy existenci horné meze pro délku periody pulzaru, s existencí této zvláštní vrstvy, jsme propojili zatím nepotvrzenou teorii s experimentem,“ upřesnil Pons.
Neutronové hvězdy se tvoří, když velké hvězdy (asi osmkrát těžší než Slunce) dospějí na konec svého života a dojde jim palivo pro fúzi. Umírající hvězda exploduje v supernově a jádro kolabuje do malého hustého objektu. Síla gravitace je tak velká, že vtlačí elektrony do jádra, kde splynou s protony a vzniknou další neutrony. Výsledkem je neutronová hvězda, jejíž hmotnost je z 90 procent tvořena neutrony.
V povrchové krustě neutronových hvězd, která je zřejmě miliardkrát pevnější než nejlepší materiály na zemi, mohou stále existovat klasická jádra, přestože velmi stlačená. Právě to je oblast, kde se mohou vytvářet těstovinové útvary.
V normální hmotě je vzdálenost jader vzhledem k jejich rozměru obrovská (kladně nabitá jádra se silně odpuzují), ale v neutronové hvězdě jsou jádra stlačena tak, že se téměř dotýkají. „Je to jako jedno gigantické jádro, obrovské kontinuum,“ uzavírá Pons.

 

Výsledky tohoto výzkumu byly publikovány 9. června v časopise Nature Physics.

Zdroj: Space.com

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..