Obrazový kredit: ESA
Krátko po Veľkom tresku sa verí, že všetka hmota vo vesmíre bola rozdelená na najmenšie zložky. Pomocou kozmického ďalekohľadu XMM-Newton sa tím astronómov snaží vypočítať „kompaktnosť“ niekoľkých neutrónových hviezd - aby zistil, či neprekračujú hustotu normálnej hmoty.
Po zlomku sekundy po Veľkom tresku bola všetka prvotná polievka vo vesmíre „rozbitá“ na jej najzákladnejšie zložky. Predpokladalo sa, že navždy zmizol. Vedci však silne predpokladajú, že exotická polievka rozpustenej hmoty sa stále nachádza v dnešnom vesmíre, v jadre určitých veľmi hustých predmetov nazývaných neutrónové hviezdy.
S vesmírnym teleskopom ESA XMM-Newton sú teraz bližšie k testovaniu tejto myšlienky. XMM-Newton bol prvýkrát schopný zmerať vplyv gravitačného poľa neutrónovej hviezdy na svetlo, ktoré vyžaruje. Toto meranie poskytuje oveľa lepší pohľad na tieto objekty.
Neutrónové hviezdy patria medzi najhustejšie objekty vo vesmíre. Zhromažďujú hmotu slnka do gule vzdialenej 10 kilometrov. Kus neutrónovej hviezdy s veľkosťou kocky cukru váži viac ako miliardu ton. Neutrónové hviezdy sú zvyšky explodujúcich hviezd až osemkrát hmotnejšie ako naše Slnko. Svoj život ukončia výbuchom supernov a potom padajú pod vlastnou gravitáciou. Ich interiéry preto môžu obsahovať veľmi exotickú formu látky.
Vedci sa domnievajú, že v neutrónovej hviezde sú hustota a teploty podobné tým, ktoré existujú zlomok sekundy po Veľkom tresku. Predpokladajú, že keď je hmota pevne zabalená ako v neutrónovej hviezde, prechádza dôležitými zmenami. Protóny, elektróny a neutróny? komponenty atómov - navzájom sa spájajú. Je možné, že aj stavebné bloky protónov a neutrónov, takzvané kvarky, sa rozdrvia a vytvárajú tak exotickú plazmu „rozpustenej“ hmoty.
Ako to zistiť? Vedci strávili celé desaťročia pokusom identifikovať podstatu hmoty v neutrónových hviezdach. Na to potrebujú veľmi presne poznať niektoré dôležité parametre: ak poznáte hmotnosť a polomer hviezdy alebo vzťah medzi nimi, môžete získať jej kompaktnosť. Doteraz však nebol žiadny prístroj dostatočne pokročilý na vykonanie potrebných meraní. Vďaka observatóriu XMM-Newton agentúry ESA boli astronómovia po prvýkrát schopní zmerať pomer hmotnosti k polomeru neutrónovej hviezdy a získať prvé stopy k jej zloženiu. Naznačujú, že neutrónová hviezda obsahuje normálnu neexotickú hmotu, hoci nie je presvedčivá. Autori tvrdia, že ide o „kľúčový prvý krok“? a budú pokračovať vo vyhľadávaní.
Spôsob, akým dosiahli toto meranie, je prvý v astronomických pozorovaniach a považuje sa za obrovský úspech. Táto metóda spočíva v určení kompaktnosti neutrónovej hviezdy nepriamym spôsobom. Gravitačný ťah neutrónovej hviezdy je obrovský - tisícky miliónov krát silnejší ako Zem? To spôsobuje, že svetelné častice emitované neutrónovou hviezdou strácajú energiu. Táto energetická strata sa nazýva gravitačný „červený posun“. Meranie tohto červeného posunu pomocou XMM-Newton indikovalo silu gravitačného ťahu a odhalilo kompaktnosť hviezdy.
„Je to veľmi presné meranie, ktoré by sme nemohli urobiť bez vysokej citlivosti XMM-Newton a jeho schopnosti rozlíšiť podrobnosti,“ hovorí Fred Jansen, vedecký pracovník projektu XMM-Newton z ESA.
Podľa hlavného autora objavu Jeana Cottama z Goddardovho vesmírneho letového centra NASA „sa pokusy o zmeranie gravitačného červeného posunu uskutočnili hneď potom, ako Einstein uverejnil Všeobecnú teóriu relativity, ale nikto nikdy nebol schopný zmerať účinok v neutrónovej hviezde, kde mal byť obrovský. To sa teraz potvrdilo. “
Pôvodný zdroj: ESA News Release
