„Nuklearny makaron” może brzmieć jak wymyślna mikstura przygotowana przez szefa kuchni molekularnej, ale w rzeczywistości jest oddalona (dosłownie) o lata świetlne od spaghetti, które można znaleźć w kuchni. Ten dziwny rodzaj makaronu ugniata się pod skorupą gwiazd neutronowych, a w nowym badaniu potężna symulacja komputerowa podjęła próbę manipulacji tym gwiezdnym makaronem, aby odkryć, że jest to najsilniejszy materiał w kosmosie.
Jak więc ten nuklearny makaron stał się super-makaronem wszechświata? Cóż, to dlatego, że powstaje wewnątrz gwiazd neutronowych, które działają jak szybkowary pod wysokim ciśnieniem.
Gwiazdy neutronowe to gwiezdne ciała masywnych gwiazd, którym zabrakło paliwa i eksplodowały jako supernowe. Te maleńkie wirujące obiekty mają tylko kilkanaście mil szerokości, a mimo to zajmują całą masę naszego Słońca. Są tak gęste, że tylko łyżeczka materii z gwiazd neutronowych waży tyle, co góra na Ziemi! Gwiazdy neutronowe nie składają się zatem z „normalnej” materii, ale raczej zdegenerowanej materii - niezwykle zwartych neutronów, które są zgniatane razem pod wpływem niesamowicie potężnych sił grawitacyjnych.
Ekstremalna grawitacja gwiazdy neutronowej powoduje, że zewnętrzne warstwy zamarzają w postaci skorupy z płynnym rdzeniem poniżej. Pod skorupą potężne siły krążą między neutronami i protonami wewnątrz materii gwiazdy neutronowej, powodując, że materiał przybiera zaskakujące kształty, takie jak długie cylindry i płaskie płaszczyzny. Astrofizycy określają te kształty jako „lasagne”, „spaghetti” i „gnocchi”, a zbiorczo nazywają to makaronem nuklearnym. Zrozumienie, jak działa ten nuklearny makaron, jest głównym problemem dla naszych naukowców kochających lasagne.
„Wytrzymałość skorupy gwiazdy neutronowej, zwłaszcza w dolnej części skorupy, jest istotne dla dużej liczby astrofizyki problemów, ale nie jest dobrze poznana”, powiedział Matthew Caplan, pracownik naukowy doktora habilitowanego na Uniwersytecie McGill, w oświadczeniu .
Aby lepiej zrozumieć ten makaronowy bałagan, Caplan i jego zespół stworzyli najbardziej złożoną symulację komputerową, jaką kiedykolwiek przeprowadzono na skorupach gwiazd neutronowych, aby zrozumieć, jak się wypaczają i pękają. Okazuje się, że makaron nuklearny jest tak daleki od al dente, jak to tylko możliwe; to najsilniejszy znany materiał we wszechświecie.
"Nasze wyniki są cenne dla astronomów badających gwiazdy neutronowe. Ich zewnętrzna warstwa jest częścią, którą faktycznie obserwujemy, więc musimy to zrozumieć, aby zinterpretować astronomiczne obserwacje tych gwiazd" - dodał Caplan.
Jest to szczególnie ważne, ponieważ fizycy mogą teraz mierzyć fale grawitacyjne : zmarszczki w czasoprzestrzeni spowodowane przez masywne obiekty kosmiczne, takie jak gwiazdy neutronowe i czarne dziury, wirujące, zderzające się i łączące. Dlatego też skorupa gwiazd neutronowych jest bardzo ważna dla zrozumienia przez naukę. W rzeczywistości samotne gwiazdy neutronowe mogą wytwarzać własne słabe fale grawitacyjne, tworząc sztywne „góry” w skorupie, zgodnie z badaniami, które zostały przyjęte do publikacji w sierpniu 2018 r. W czasopiśmie Physical Review Letters . Gdy gwiazdy neutronowe wirują, góry te zakłócałyby czasoprzestrzeń, jak śmigło przecinające spokojną powierzchnię jeziora, generując stałe źródło fal grawitacyjnych, które być może będziemy w stanie wykryć w przyszłości.
„W ekstremalnych warunkach dzieje się tu wiele interesujących zjawisk fizycznych, więc zrozumienie fizycznych właściwości gwiazdy neutronowej jest dla naukowców sposobem na przetestowanie ich teorii i modeli” - powiedział Caplan. „W wyniku tego należy ponownie przeanalizować wiele problemów. Jak dużą górę można zbudować na gwieździe neutronowej, zanim skorupa pęknie i zapadnie się? Jak to będzie wyglądać? A co najważniejsze, jak astronomowie mogą ją obserwować?”
Więc następnym razem, gdy będziesz gotować penne, poświęć chwilę, aby zastanowić się nad górami makaronu nuklearnego, który może dużo ravioli o naturze gwiazd neutronowych.
Teraz to jest interesujące
Jest naprawdę bogate menu makaronu nuklearnego, od spaghetti i antispaghetti po lasagne, gnocchi i antignocchi. Są też wady i ... gofry.
