Mokslininkai atrado naują materijos formą (3)
Tarptautinė astronomijos mokslininkų komanda neseniai atliko tyrimą, kuriame patvirtino anksčiau tik teoriškai numatytą naują materijos būseną, egzistuojančią itin tankiuose dangaus kūnuose, vadinamosiose neutroninėse žvaigždėse, skelbia Space.com.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Naujoji materijos forma astrofizikos teoretikų buvo aprašyta prieš keletą metų, tačiau jos egzistavimas dar nebuvo patvirtintas eksperimentiškai. Susieti teoriją su stebėjimais pabandė Ispanijos universiteto astronomas José Ponsas, su savo kolegomis atlikęs nuodugnius specifinių neutroninių žvaigždžių, vadinamųjų pulsarų, stebėjimus ir jų sukimosi greičio matavimus.
Pulsarai šviesą spinduliuoja pora spindulių, kurie iš šio dangaus kūno sklinda taip, tarytum šviesa iš švyturio. Kartu su besisukančiais pulsarais, sukasi ir iš jų sklindantys du spinduliai, dėl ko šios žvaigždes dangaus skliaute atrodo užgęstančios, o po kiek laiko vėl įsižiebiančios. Fiksuodami pulsarų spindulių žybtelėjimo dažnį, astronomai gali apskaičiuoti kaip greitai šios žvaigždės sukasi. Kuo ilgesnis apsisukimo periodas – tuo lėčiau pulsaras sukasi.
Mokslininkai atliko daugybės pulsarų stebėjimus, tačiau jiems taip ir nepavyko aptikti tokio, kurio apsisukimo periodas būtų ilgesnis nei 12 sekundžių. Pasak J. Ponso, iš principo taip neturėtų būti, o tokių pulsarų nebuvimas iškelia didelę teorinę problemą. Tačiau ją išspręsti įmanoma pritaikius teoretikų aprašytos „makaroninės“ materijos formos koncepciją.
Tyrėjai suprato, kad jei atomų branduoliai pulsaro viduje iš tiesų persitvarko į makaronus primenančias struktūras, tokia materijos forma padidintų žvaigždės elektrinę varžą, o tai savo ruožtu turėtų įtakos jų magnetiniam laukui – jis išsisklaidytų kur kas greičiau nei manoma.
Įprastu atveju, pulsarai sulėtina savo apsisukimą spinduliuodami elektromagnetines bangas, dėl kurių pakinta žvaigždės judesio kiekio momentas. Tačiau jeigu žvaigždės magnetinis laukas jau yra ribotas, kaip turėtų būti „makaroninės“ materijos atveju, ji negali spinduliuoti elektromagnetinių bangų taip stipriai. Dėl šios priežasties pulsarai tarytum „užstringa“ ties tam tikru sukimosi greičiu, arba didžiausiu apsisukimo periodu (12 sekundžių).
Neutroninės žvaigždės susiformuoja masyvioms žvaigždėms baigus savo gyvavimo ciklą, tai yra pasibaigus kurui, kuris reikalingas branduolinės sintezės reakcijai ir įvykus sprogimui, vadinamam supernova. Sprogus žvaigždei, jos branduolys kolapsuoja į mažą, tankų objektą. Pastarasis pasižymi tokiu dideliu tankiu, kad normalios struktūros atomai jame nebegali egzistuoti. Vietoje to, protonai ir elektronai susilieja vienas su kitu, suformuodami neutronus ir mažo svorio daleles neutrinus. Taip atsiranda neutroninė žvaigždė.
Tačiau pagal minėtą materijos formos teoriją, tokių žvaigždžių plutoje, kuri yra milijardus kartų stipresnė už plieną, atomo nukleonai sudaryti iš protonų ir neutronų vis dėlto egzistuoti gali. Taip yra dėl to, kad jie ne susilieja, bet glaudžiai susispaudžia, suformuodami į makaronus panašias materijos struktūras.
Astronomų tyrimas šio mėnesio pradžioje paskelbtas mokslo darbų žurnale „Nature Physics“.