Neutronitähdet ovat kuolevia tähtiä, jotka näyttävät olevan "kaavioiden ulkopuolella" melkein jokaisessa luokassa. Ne myös pyörivät yli nopeasti, noin 700 kertaa sekunnissa. Ja uuden tutkimuksen mukaan neutronitähteillä on toinen melkein superkankarilaatuinen laatu: Näiden romahtuneiden tähteiden ulkopinta on todennäköisesti 10 miljardia kertaa vahvempi kuin teräs tai mikä tahansa muu maan voimakkaimmista seoksista.
Neutronitähdet ovat massiivisia tähtiä, joilla on äärimmäinen painovoima. Ne ovat romahtaneet sisäänpäin, kun heidän ytimensä lopettaa ydinfuusion ja energiantuotannon. Ainoat tiheämmät asiat ovat mustia aukkoja.
Tutkijat haluavat ymmärtää neutronitähtien rakenteen osittain, koska kuoren pinnan epäsäännöllisyydet tai vuoret voivat säteillä painovoima-aaltoja ja voivat puolestaan aiheuttaa väreilyjä avaruusajasta. Ymmärtäminen siitä, kuinka korkealle vuori voi nousta, ennen kuin se putoaa neutronitähden painovoimasta, tai arvioida kuoren hajoamisjännitystä, vaikuttaa myös tähtihäiriöiden tai magneettisten jättilähetyksien ymmärtämiseen paremmin.
Indianan yliopiston professori Charles Horowitz suoritti useita laajamittaisia molekyylidynamiikan tietokoneiden simulaatioita ja katsoi, että neutronitähtien kuori on erittäin vahva.
"Mallinnimme pienen alueen neutronitähtikuoresta seuraamalla jopa 12 miljoonan hiukkasen yksittäisiä liikkeitä", Horowitz kertoi työstä, jota tehtiin IU: n ydinteorian keskuksessa tutkimuksen varaosapuolen toimistossa. "Laskimme sitten kuinka kuori muodonmuutos ja lopulta hajoaa neutronitähtien äärimmäisen painon alla."
Suoritetussa suuressa tietokoneryhmässä Los Alamosin kansallisessa laboratoriossa ja rakennettuna pienempiin versioihin, jotka on luotu erikoiskäyttöiseen molekyylidynamiikan tietokonelaitteistoon IU: lla, simulaatiot tunnistivat neutronitähtikuoren, joka ylitti selvästi kaikkien maapallolla tunnettujen materiaalien lujuuden.
Kuori voi olla niin vahva, että pystyy herättämään painovoima-aaltoja, jotka eivät vain rajoita joidenkin tähtien pyörähdysjaksoja, vaan jotka voidaan havaita myös interferometrimereiksi kutsuttujen korkearesoluutioisten kaukoputkien avulla, mallinnus havaitsi.
"Näiden vuorten suurin mahdollinen koko riippuu neutronitähtikuoren murtumisjuovasta", Horowitz sanoi. "Löytämämme suuren murtumisjännityksen pitäisi tukea vuoroja nopeasti pyörivillä neutronitähteillä, jotka ovat riittävän suuret säteilyttämään painovoima-aallot tehokkaasti."
Neutronitähteille havaitun voimakkaan paineen takia rakenteelliset puutteet ja epäpuhtaudet, jotka heikentävät esimerkiksi kiviä ja terästä, todennäköisemmin rasittavat kiteitä, jotka muodostuvat nukleosynteesin aikana, joka tapahtuu neutronitähtikuoren muodostamiseksi. Painovoiman puristamana, kuori kestää murtumisjännityksen, joka on 10 miljardia kertaa paine, joka tarvittaisiin teräksen napsahtamiseen.
Tutkimus ilmestyy perjantaina (8. toukokuuta) Physical Review Letters -lehdessä.
Katso online-versio Horowitzin tutkimuspaperista "Neutronitähtikuoren ja painovoima-aaltojen murtuma-kanta".
Lähde: EurekAlert
