מצפה הרנטגן של צ'נדרה של נאס"א גילה את העדויות הישירות הראשונות למצב של חומר מיותר, מוזר וחסר חיכוך, בבסיסו של כוכב נויטרונים.
התמונה למעלה שפורסמה היום מציגה צילומי רנטגן מצ'נדרה (אדום, ירוק וכחול) ונתונים אופטיים מהאבל (זהב) מקאסיופיה A, שרידי כוכב מסיבי שהתפוצץ בסופרנובה. העדויות לסופר-נוזלים נמצאו בליבה הצפופה של הכוכב שנותר מאחור, כוכב נויטרונים. האיור של האמן בפתיחה מראה חתך מחלקו הפנימי של כוכב הנויטרונים, בו צפיפות גדלה מהקרום הכתום לליבה האדומה ולבסוף לכדור האדום הפנימי, האזור בו קיים הסופר-נוזל.
נוזלים סופרים הנוצרים במעבדות בכדור הארץ מציגים תכונות ראויות לציון, כמו היכולת לטפס כלפי מעלה ולברוח ממכולות אטומות אוויר. כאשר הם עשויים מחלקיקים טעונים, נוזלים העל הם גם מוליכי-על, והם מאפשרים לזרם חשמלי ללא התנגדות. לחומרים כאלה בכדור הארץ יש יישומים טכנולוגיים רחבים כמו ייצור מגנטים מוליכים-על המשמשים להדמיית תהודה מגנטית [MRI].
שני צוותי מחקר עצמאיים השתמשו בנתוני צ'נדרה כדי להראות כי פנים כוכב נויטרונים מכיל חומר מיותר ומוליך-על, מסקנה בעלת השלכות חשובות להבנת האינטראקציות הגרעיניות בחומר בצפיפות הגבוהה ביותר הידועה. הצוותים מפרסמים את המחקר שלהם בנפרד בכתבי העת הודעות חודשיות על מכתבי החברה האסטרונומית המלכותית ו מכתבי ביקורת גופנית.
Cas A (RA 23h 23m 26.7s | דצמבר + 58 ° 49 ′ 03.00) נמצא במרחק של 11,000 שנות אור משם. הכוכב שלה התפוצץ לפני כ -330 שנה במסגרת הזמן של כדור הארץ. רצף של תצפיות של צ'נדרה על כוכב הנויטרונים מראה כי האובייקט הקומפקטי כעת התקרר בכ -4 אחוזים במהלך תקופה של עשר שנים.
"ירידת הטמפרטורה הזו, למרות שהיא נשמעת קטנה, הייתה ממש דרמטית ומפתיעה לראות," אמרה דני פייג 'מהאוניברסיטה הלאומית האוטונומית במקסיקו, מנהיג אחת משתי הקבוצות. "המשמעות היא שמשהו חריג מתרחש בתוך כוכב הנויטרונים הזה."
כוכבי הניוטרון מכילים את החומר הצפוף ביותר הידוע שניתן לראות ישירות; כפית אחת של חומר כוכב נויטרון שוקלת שישה מיליארד טון. הלחץ בליבת הכוכב הוא כה גבוה עד שרוב החלקיקים הטעונים, האלקטרונים והפרוטונים, מתמזגים - וכתוצאה מכך כוכב המורכב ברובו מנויטרונים.
התוצאות החדשות מצביעות מאוד על כך שהפרוטונים הנותרים בליבת הכוכב נמצאים במצב מיותר ומכיוון שהם נושאים מטען הם גם מהווים מוליך-על.
שתי הקבוצות מראות כי הקירור המהיר ב- Cas A מוסבר על ידי היווצרות נייטרונים מיותרים בגרעין כוכב הנויטרונים במהלך כמאה השנים האחרונות כפי שנראה מכדור הארץ. הקירור המהיר צפוי להימשך מספר עשורים ואז עליו להאט.
"מסתבר שקאס א 'עשוי להיות מתנה מהיקום כי היינו צריכים לתפוס כוכב נויטרונים צעיר מאוד בדיוק בנקודת הזמן הנכונה," אמר המחבר השותף של פייג, מדאפא פרקש, מאוניברסיטת אוהיו. "לפעמים מזל טוב יכול לעשות דרך ארוכה במדע."
תחילת הכמות העליונה בחומרים על כדור הארץ מתרחשת בטמפרטורות נמוכות במיוחד בסמוך לאפס מוחלט, אך בכוכבי נויטרונים היא יכולה להתרחש בטמפרטורות של קרוב למיליארד מעלות צלזיוס. עד כה הייתה אי ודאות גדולה מאוד באומדנים לטמפרטורה קריטית זו. מחקר חדש זה מגביל את הטמפרטורה הקריטית בין כחצי מיליארד למיליארד מעלות.
מקרה א 'יאפשר לחוקרים לבדוק מודלים כיצד כוח הגרעין החזק, הקושר חלקיקים תת-אטומיים, מתנהג בחומר אולטרה-סנס. תוצאות אלה חשובות גם להבנת טווח התנהגות בכוכבי נויטרונים, כולל "תקלות", הכרח ופולסציה של כוכב הנויטרונים, התפרצויות מגנטריות והתפתחות שדות מגנטיים של כוכב נויטרונים.
מקורות: הודעות לעיתונות של החברה המלכותית לאסטרונומיה והרווארד. ראה מולטימדיה נוספת בעמוד Chandra של נאס"א, ושני המחקרים ב- MNRAS ו פיז. מכתבי הכומר.
