Μια σπάνια κατάσταση της ύλης, που ονομάστηκε "nuclear pasta", φαίνεται να υπάρχει μόνο μέσα στα υπέρπυκνα αντικείμενα που ονομάζονται αστέρια νετρονίων, λένε οι αστρονόμοι.
Γιατί να υπάρχει η "nuclear pasta" αποκλειστικά στους αστέρες νετρονίων;
Στα αστέρια νετρονίων, οι πυρήνες των ατόμων έρχονται τόσο κοντά μεταξύ τους, με αποτέλεσμα να παίρνουν διάφορους πρότυπους σχηματισμούς παρόμοιους με σχήματα ζυμαρικών (pasta shapes). Ορισμένοι σχηματισμοί μοιάζουν με λαζάνια, και άλλοι σε σπείρες. Και αυτοί οι σχηματισμοί είναι πιθανόν υπεύθυνη για τον περιορισμό της μέγιστης ταχύτητας περιστροφής αυτών των άστρων, σύμφωνα με μια νέα μελέτη. Αυτοί οι σχηματισμοί είναι πιθανόν υπεύθυνοι για τον περιορισμό της μέγιστης ταχύτητας περιστροφής αυτών των άστρων, σύμφωνα με μια νέα μελέτη.
"Τέτοιες συνθήκες είναι ανιχνεύσιμες μόνο στα αστέρια νετρονίων, τα πιο βαριά αντικείμενα στο σύμπαν, μετά από τις μαύρες τρύπες", δήλωσε ο αστρονόμος José Pons του Πανεπιστημίου του Αλικάντε της Ισπανίας.
Αυτή η νέα κατάσταση της ύλης είχε προταθεί από τους θεωρητικούς χρόνια πριν, αλλά ποτέ δεν είχε επιβεβαιωθεί πειραματικά. Τώρα, ο Pons και οι συνεργάτες του, χρησιμοποίησαν τους ρυθμούς περιστροφής μιας κατηγορίας των αστέρων νετρονίων, που ονομάζονται πάλσαρ (pulsar = PULSating stAR), για να προσφέρει την πρώτη απόδειξη ότι η "nuclear pasta" υπάρχει.
Πάλσαρ, οι "φάροι" του Σύμπαντος
Τα πάλσαρ εκπέμπουν ένα ζευγάρι ανιχνεύσιμης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με τη μορφή ραδιοφωνικών κυμάτων, από τους πόλους του μαγνητικού τους πεδίου. Στην περίπτωση που τυχαίνει κάποιο πάλσαρ να εκπέμπει προς τη Γη, τότε ανιχνεύουμε αυτό το ζευγάρι ραδιοκυμάτων, σαν παλμούς (pulsar), επειδή οι αστέρες περιστρέφονται με μεγάλη ταχύτητα γύρω από τον άξονά τους. Επομένως, λαμβάνουμε το σήμα τους όταν ολοκληρώνουν μία πλήρη περιστροφή, σε κάθε άλλη περίπτωση δεν λαμβάνουμε το σήμα τους. Αυτό το περιοδικό γεγονός το παρομοιάζουμε με το πως λαμβάνουμε το φως ενός φάρου. Γι' αυτό το λόγο και τα πάλσαρ ονομάζονται "κοσμικοί φάροι".
Στα αστέρια νετρονίων, οι πυρήνες των ατόμων έρχονται τόσο κοντά μεταξύ τους, με αποτέλεσμα να παίρνουν διάφορους πρότυπους σχηματισμούς παρόμοιους με σχήματα ζυμαρικών (pasta shapes). Ορισμένοι σχηματισμοί μοιάζουν με λαζάνια, και άλλοι σε σπείρες. Και αυτοί οι σχηματισμοί είναι πιθανόν υπεύθυνη για τον περιορισμό της μέγιστης ταχύτητας περιστροφής αυτών των άστρων, σύμφωνα με μια νέα μελέτη. Αυτοί οι σχηματισμοί είναι πιθανόν υπεύθυνοι για τον περιορισμό της μέγιστης ταχύτητας περιστροφής αυτών των άστρων, σύμφωνα με μια νέα μελέτη.
"Τέτοιες συνθήκες είναι ανιχνεύσιμες μόνο στα αστέρια νετρονίων, τα πιο βαριά αντικείμενα στο σύμπαν, μετά από τις μαύρες τρύπες", δήλωσε ο αστρονόμος José Pons του Πανεπιστημίου του Αλικάντε της Ισπανίας.
Αυτή η νέα κατάσταση της ύλης είχε προταθεί από τους θεωρητικούς χρόνια πριν, αλλά ποτέ δεν είχε επιβεβαιωθεί πειραματικά. Τώρα, ο Pons και οι συνεργάτες του, χρησιμοποίησαν τους ρυθμούς περιστροφής μιας κατηγορίας των αστέρων νετρονίων, που ονομάζονται πάλσαρ (pulsar = PULSating stAR), για να προσφέρει την πρώτη απόδειξη ότι η "nuclear pasta" υπάρχει.
Πάλσαρ, οι "φάροι" του Σύμπαντος
Τα πάλσαρ εκπέμπουν ένα ζευγάρι ανιχνεύσιμης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με τη μορφή ραδιοφωνικών κυμάτων, από τους πόλους του μαγνητικού τους πεδίου. Στην περίπτωση που τυχαίνει κάποιο πάλσαρ να εκπέμπει προς τη Γη, τότε ανιχνεύουμε αυτό το ζευγάρι ραδιοκυμάτων, σαν παλμούς (pulsar), επειδή οι αστέρες περιστρέφονται με μεγάλη ταχύτητα γύρω από τον άξονά τους. Επομένως, λαμβάνουμε το σήμα τους όταν ολοκληρώνουν μία πλήρη περιστροφή, σε κάθε άλλη περίπτωση δεν λαμβάνουμε το σήμα τους. Αυτό το περιοδικό γεγονός το παρομοιάζουμε με το πως λαμβάνουμε το φως ενός φάρου. Γι' αυτό το λόγο και τα πάλσαρ ονομάζονται "κοσμικοί φάροι".
Η εικόνα δείχνει ότι, ο άξονας περιστροφής του αστέρα νετρονίων, δεν συμπίπτει με τον άξονα του μαγνητικού διπόλου.
Τι εξηγεί η "nuclear pasta";
Οι ερευνητές έχουν παρατηρηθεί δεκάδες πάλσαρ, αλλά ποτέ δεν έχουν ανακαλύψει κάποιο με περίοδο περιστροφής μεγαλύτερη από τα 12 δευτερόλεπτα. Μεγάλη περίοδος περιστροφής σημαίνει ότι το αστέρι περιστρέφεται πιο αργά.
Αλλά η ύπαρξη της "nuclear pasta" θα μπορούσε να εξηγήσει την απουσία των πάλσαρ με μεγαλύτερες περιόδους περιστροφής. Οι ερευνητές συνειδητοποίησαν ότι αν ατομικοί πυρήνες στο εσωτερικό των άστρων αναδιοργανώνονταν σε σχηματισμούς "nuclear pasta", η ύλη αυτή θα αύξανε την ηλεκτρική αντίσταση των άστρων, καθιστώντας δυσκολότερο για τα ηλεκτρόνια να ταξιδέψουν διαμέσου αυτής της ύλης. Αυτό, με τη σειρά του, θα προκαλέσει τα μαγνητικά πεδία των άστρων να διαλυθούν πολύ πιο γρήγορα από το αναμενόμενο.
Κανονικά, τα πάλσαρ επιβραδύνουν της περιστροφή επειδή εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα, τα οποία προκαλούν απώλεια της στροφορμής των αστεριών. Αλλά εάν τα μαγνητικά πεδία των άστρων, είναι ήδη περιορισμένα, όπως θα συνέβαινε με τη "nuclear pasta", το θέμα, δεν μπορούν να ακτινοβολούν ηλεκτρομαγνητικά κύματα τόσο έντονα, οπότε μην μπορούν να επιβραδύνουν την περιστροφή τους. Αυτό διατηρεί την ελάχιστη ταχύτητα ή την μέγιστη περίοδο, των πάλσαρ.
Πως δημιουργούνται τα αστέρια νετρονίων
Όταν ένα μεγάλο αστέρι (σ.σ. με μάζα τουλάχιστον δυόμιση φορές τη μάζα του Ήλιου μας) φτάσει στο τέλος της ζωής του, επειδή έχει εξαντλήσει όλα του τα καύσιμα για πυρηνική σύντηξη (σ.σ. έχει δημιουργηθεί στον πυρήνα του σίδηρος, ο οποίος είναι ο πιο σταθερός πυρήνας και άρα δεν μπορεί να συνεχίσει την σύντηξη), τότε εκρίγνυται με την μορφή της υπερκαινοφανής έκρηξης (supernova).
Ο πυρήνας του άστρου που απέμεινε μετά την υπερκαινοφανή έκρηξη είναι τα αστέρια νετρονίων. Η πίεση που υπάρχει στα αστέρια νετρονίων είναι τόσο μεγάλη, που οι πυρήνες των ατόμων εφάπτονται μεταξύ τους. Σ' αυτή την κατάσταση δεν υπάρχει χώρος για τα ηλεκτρόνια (e) το οποίο καταλήγουν στους πυρήνες όπου αντιδρούν με τα πρωτόνια (p) και σχηματίζουν νετρόνια (n) και νετρίνα (ν), σύμφωνα με την παρακάτω αντίδραση:
Τα νετρίνα που παράγονται, επειδή αντιδρούν πολύ σπάνια με την ύλη, διαφεύγουν από το άστρο, με αποτέλεσμα το 90% περίπου της μάζας του αστέρα να αποτελείται από νετρόνια.
Πώς δημιουργείται η "nuclear pasta";
Στους αστέρες νετρονίων μπορεί να υπάρξει ατομικός πυρήνας που να αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια, έστω και σε τέτοιες συνθήκες υψηλής πίεσης, και αυτός είναι ο λόγος που εμφανίζονται νέοι σχηματισμοί της "nuclear pasta".
Στην κανονική ύλη, ο διαχωρισμός μεταξύ των πυρήνων είναι τεράστιος. "Αλλά στους αστέρες νετρονίων, η ύλη είναι πολύ πυκνή πολύ γεμάτο και οι πυρήνες είναι τόσο κοντά ο ένας στον άλλον που σχεδόν αγγίζονται. Είναι σαν ένας τεράστιος, γιγαντιαίος πυρήνας, ένα τεράστιο συνεχές" καταλήγει ο Pons.
Διάφοροι "ήχοι" από πάλσαρ
RSS Feed
