Nøytronstjerner er de onde spøkelsene til gigantiske stjerner: varme kjerner av eksotisk materiale som er igjen fra supernovaer. Som termoser fylt med varm nudelsuppe, tar de evigheter å avkjøle. Men nå tror forskere at de vet hvordan disse stjernene gjør det: med en gigantisk porsjon pasta.
Nei, disse altfor tette stjernelikene er ikke fylt med spaghetti. I stedet avkjøles nøytronstjerner, og frigjør eteriske partikler kjent som nøytrinoer. Og ny forskning viser at de oppnår denne oppgaven takket være en mellomtype materie kjent som atompasta, et bølget, kveilet materiale der atomene er nesten, men ikke helt, blandet med hverandre. Denne kjernefysiske pastastrukturen skaper områder med lav tetthet inne i stjernene, slik at nøytrinoer og varme kan unnslippe.
En teskje materie samlet fra overflaten til en nøytronstjerne ville veie milliarder av tonn, mer enn alle menneskene på jorden til sammen. Slik tetthet hjelper den å holde varmen veldig godt. Og mens vår sol, som regnes som en gul dverg, sender ut mye av varmen som lys, stiger sjelden lyspartikler produsert inne i en nøytronstjerne til overflaten for å unnslippe. Imidlertid roer disse voldelige stjernene - hver på størrelse med en amerikansk by - seg etter hvert ned, hovedsakelig ved å frigjøre nøytrinoer.
"Pastaen er noe mellom kjernefysisk materie og vanlig materie," sa studiemedforfatter Charles Horowitz, en fysiker ved University of Illinois. "Hvis du begynner å presse saken veldig, veldig hardt inn i en nøytronstjerne, vil kjernene komme nærmere og nærmere hverandre og til slutt begynne å kollidere," sa Horowitz til WordsSideKick.com. "Og når de begynner å kollidere, skjer det merkelige ting."
På et tidspunkt stiger trykket så høyt at strukturen til vanlig materie kollapser fullstendig til en udifferensiert kjernekraft. Men rett før det skjer, er det et pastaområde.
Forskere har visst i det meste av det siste tiåret at denne pastaen befinner seg inne i nøytronstjerner, like under skorpene deres i området der vanlig materie blir forvandlet til merkelig, dårlig forstått kjernefysisk materie. Og de visste også at nøytrinoutslipp hjelper til med å avkjøle nøytronstjerner. Ny forskning viser hvordan pasta bidrar til å avverge nøytrinoer.
Grunnformelen for nøytrinodannelse i en nøytronstjerne er enkel: nøytronet forfaller, blir til et litt lettere proton med lav energi og en ultralett nøytrino. Dette er en enkel prosess som er kjent for å finne sted et sted i verdensrommet, inkludert vår sol. Men for at denne oppskriften skal fungere, må de rette forholdene være tilstede. Og i en nøytronstjerne ser ikke forholdene slik ut. Forskerne viste at nøytrinoutslipp fra kjernefysisk pasta sannsynligvis er mye mer effektivt enn nøytrinoutslipp fra kjernen til en nøytronstjerne. Det betyr at det meste av avkjølingen skyldes pastaen.
Ifølge Horowitz tyder denne forskningen på at nøytronstjerner avkjøles saktere enn forventet. Så de lever lenger. Ifølge ham vil historien til rom-tid måtte endres for å gjøre rede for deres overnaturlige motstand mot ekstrem varme i evigheter.
Les også: