„Makaron jądrowy” w skorupie gwiazdy neutronowej jest najtrudniejszym, z jakim kiedykolwiek spotkała się ludzkość na Ziemi iw kosmosie. Do takiego wniosku doszła międzynarodowa grupa badaczy, jednocześnie odkrywając nowy mechanizm emisji fal grawitacyjnych.
Wynik został przedstawiony w artykule naukowym opublikowanym w czasopiśmie Physical Review Letters przez grupę kierowaną przez Charlesa Horowitza z Indiana University w Bloomington.
Wcześniej szczegółowo rozmawialiśmy o tym, czym są gwiazdy neutronowe. Przypomnijmy to w skrócie. Gwiazda neutronowa powstaje po wybuchu supernowej. To niezwykle gęsty obiekt: centymetr sześcienny tej substancji waży setki milionów ton. W centrum ciała niebieskiego, pod wpływem potwornego ciśnienia, protony i elektrony połączyły się w neutrony, stąd nazwa.
Gwiazda neutronowa pokryta jest twardą skorupą. W jego dolnej warstwie neutronów i protonów (na płytkiej głębokości te ostatnie nadal znajdują się) tworzą się dziwaczne struktury. Wiele z nich przypomina określony makaron. Jak podaje zasób phys.org, naukowcy nazywają je tak: „gnocchi”, „spaghetti”, „lasagna”. Nazwa zbiorowa brzmi jak „nuklearny makaron”. Ogólnie rzecz biorąc, praca na pusty żołądek musi być bardzo niewygodna dla specjalistów w tej dziedzinie.
Niesamowita gęstość substancji i te formacje, które pełnią rolę pewnego rodzaju wzmocnienia, muszą tworzyć materiał o ogromnej sztywności. Ale jakie są dokładne liczby? Oto, czego dowiedział się zespół Horowitza.
Jak określono w tym samym wydaniu, naukowcy przeprowadzili symulację komputerową na największą skalę wewnętrznej struktury gwiazd neutronowych w historii. Na typowym laptopie z jednym dobrym GPU zajęłoby to 250 lat ciągłej pracy. Na szczęście naukowcy mieli do dyspozycji superkomputer.
Wyniki obliczeń wykazały, że moduł ścinania tego materiału jest niespotykany na poziomie 1030 ergów na centymetr sześcienny. Oznacza to, że jest 10 miliardów razy twardsza niż stal i generalnie bije wszelkie rekordy w tym wskaźniku.
Film promocyjny:
Co więcej, okazało się, że gwiazdy neutronowe są w stanie emitować dość silne fale grawitacyjne nie tylko podczas zderzeń. Tworzenie się nowego „jądrowego makaronu” również prowadzi do przypływu grawitacyjnego. To prawda, że dotychczas czułość istniejących detektorów jest niewystarczająca, aby zarejestrować sygnał tego rodzaju. Jednak inżynierowie pracują nad poprawą wydajności zarówno sprzętu, jak i metod przetwarzania sygnałów.
Anatoly Glyantsev