Neutroninėje žvaigždėje – egzotinės būsenos medžiaga

Neutroninės žvaigždės yra sprogusių žvaigždžių liekanos. Jų branduoliai tokie tankūs, kad atomai suyra, o protonai ir elektronai susijungia, sudarydami neutronų „sriubą“. Jei sąlygos tinkamos, šie neutronai gali susiporuoti ir suformuoti supertakią, kvantinių savybių turinčią medžiagą, kuri gali tekėti be jokios trinties. Laboratorijose sukurtos supertakios medžiagos elgiasi labai keistai, pavyzdžiui, šliaužia puodelio sienomis arba visiškai nejuda, nors indas, kuriame jos patalpintos, sukamas.

Ilgą laiką buvo spėjama, kad neutroninių žvaigždžių branduoliuose esantys neutronai tampa supertakūs, tačiau iki šiol nebuvo jokių tiesioginių įrodymų. Tačiau 2010 metais astrofizikai Craigas Heinke ir Wynnas Ho išnagrinėjo NASA Chandra orbitinio rentgeno spindulių teleskopo gautus duomenis apie 330 metų senumo neutroninę žvaigždę, esančią supernovos liekanos Kasiopėjos A centre.

Duomenys parodė, kad nuo 1999 metų, kai žvaigždė buvo atrasta, jos ryškumas sumažėjo 20 proc., o tai atitinka temperatūros sumažėjimą 4 procentais. „Tai nepaprastai spartus vėsimas“, – teigia Meksikos nacionalinio autonominio universiteto mokslininkas Dany Page`as. D. Page`as ir jo kolegos apskaičiavo, kad šį spartų vėsimą galėtų paaiškinti tai, kad dalis branduolyje esančių neutronų tampa supertakiais.

Kai neutronai susiporuoja, kad sudarytų supertakią medžiagą, jie išspinduliuoja neutrinus, kurie lengvai praeina pro žvaigždę, kartu išsinešdami didelius kiekius energijos. Tai gali įtakoti spartų žvaigždės vėsimą, teigia mokslininkai. Kita mokslininkų komanda, kurioje dirba C. Heinke ir W. Ho, taip pat teigia, kad neutroninės žvaigždės temperatūra greitai krenta dėl neutronų supertakumo.

Merilendo universiteto mokslininkas Cole`as Milleris mano, kad toks samprotavimas įtikinantis, tačiau pastebi, kad abi astronomų komandos, nustatinėjo žvaigždės temperatūrą pagal jos ryškumą, o ne matavo temperatūrą tiesiogiai. „Nors asmeniškai galėčiau lažintis, kad šie mokslininkai sako tiesą, jiems gali pritrūkti informacijos, pateikiant tai kaip neabejotiną faktą“, – teigė jis.

Astronomai tvirtesnių supertakumo įrodymų galėtų gauti ateinančius dešimtmečius stebėdami neutroninę žvaigždę. Vis didesnei jos daliai tampant supertakia, jos vėsimas turėtų sulėtėti.

Tuo tarpu galimybė Žemėje sukurti supertakių neutronų „sriubą“ yra labai maža. Nors dalelių greitintuvai gali sukurti ypač tankius medžiagos ugnies kamuolius, temperatūros yra per aukštos, kad būtų galima atkurti neutroninės žvaigždės viduje esančias sąlygas. Supertakios medžiagos, sukurtos laboratorijoje, dažniausiai sudarytos iš atvėsusintų helio atomų.