Neutrónové hviezdy zomierajú na hviezdy, ktoré sú zdanlivo „mimo tabuliek“ takmer v každej kategórii. Otáčajú sa tiež rýchlo, asi 700-krát za sekundu. Podľa novej štúdie majú neutrónové hviezdy ďalšiu takmer super hrdinskú kvalitu: vonkajší povrch týchto zrútených hviezd bude pravdepodobne 10 miliárd krát silnejší ako oceľ alebo ktorákoľvek z najsilnejších zliatin na Zemi.
Neutrónové hviezdy sú obrovské hviezdy vykazujúce extrémnu gravitáciu. Hneď ako ich jadrá prestali jadrovú fúziu a výrobu energie, zrútili sa. Hustejšie sú iba čierne diery.
Vedci chcú čiastočne porozumieť štruktúre neutrónových hviezd, pretože povrchové nerovnosti alebo hory v kôre môžu vyžarovať gravitačné vlny a následne môžu vytvárať priestorové vlny. Pochopenie toho, ako sa hora môže stať pred kolapsom z gravitácie neutrónovej hviezdy alebo odhadom zlomenia kôry, má tiež dôsledky na lepšie pochopenie zemetrasení hviezd alebo magnetických obrích svetlíc.
Charles Horowitz, profesor na Indiana University, vykonal niekoľko rozsiahlych počítačových simulácií a zistil, že kôra neutrónových hviezd je mimoriadne silná.
"Modelovali sme malú oblasť kôry neutrónovej hviezdy sledovaním individuálnych pohybov až do 12 miliónov častíc," uviedol Horowitz o práci vykonávanej prostredníctvom centra jadrovej teórie IU v kancelárii viceprezidenta pre výskum. "Potom sme vypočítali, ako sa kôra deformuje a nakoniec sa zlomí pod extrémnou hmotnosťou neutrónovej hviezdnej hory."
Simulácie, ktoré boli vykonané na veľkom klastri počítačov v národnom laboratóriu v Los Alamos a boli postavené na menších verziách vytvorených na špeciálnom počítačovom hardvéri molekulárnej dynamiky na IU, identifikovali kôru neutrónovej hviezdy, ktorá ďaleko presahovala silu akéhokoľvek materiálu známeho na Zemi.
Kôra by mohla byť taká silná, aby bola schopná vyvolať gravitačné vlny, ktoré by mohli nielen obmedziť periódy odstreďovania niektorých hviezd, ale ktoré bolo možné zistiť aj pomocou ďalekohľadov s vysokým rozlíšením, ktoré sa nazývajú interferometre, zistilo sa modelovanie.
"Maximálna možná veľkosť týchto hôr závisí od lámavosti kôry neutrónovej hviezdy," uviedol Horowitz. "Veľké medzné napätie, ktoré nájdeme, by malo podporovať hory na rýchlo rotujúcich neutrónových hviezdach dostatočne veľké na to, aby účinne vyžarovalo gravitačné vlny."
V dôsledku intenzívneho tlaku, ktorý sa vyskytuje na neutrónových hviezdach, sú štrukturálne chyby a nečistoty, ktoré oslabujú veci ako horniny a oceľ, menej náchylné na deformáciu kryštálov, ktoré sa tvoria počas nukleosyntézy, ktorá sa vyskytuje pri tvorbe neutrónovej hviezdovej kôry. Kôra stlačená pomocou gravitačnej sily dokáže odolať zlomeniu 10 miliónkrát väčšiemu tlaku, aký by vyvíjala na lámanie ocele.
Výskum sa objaví v piatok (8. mája) v listoch o fyzických recenziách.
Pozrite si online verziu výskumného dokumentu Horowitza „Lámanie kmeňa neutrónovej hviezdovej kôry a gravitačných vĺn“.
Zdroj: EurekAlert
