אשראי תמונה: ESA
זמן קצר לאחר המפץ הגדול האמינו כי כל העניין ביקום נפרד למרכיביו הקטנים ביותר. באמצעות טלסקופ החלל XMM-Newton, צוות אסטרונומים מנסה לחשב את "הקומפקטיות" של כמה כוכבי נויטרונים - כדי לבדוק אם הם חורגים מהצפיפות של החומר הרגיל.
שבריר שנייה אחרי המפץ הגדול, כל מרק החומר הקדמון ביקום 'נשבר' למרכיביו הבסיסיים ביותר. נחשב שהוא נעלם לנצח. עם זאת מדענים חושדים בתוקף כי המרק האקזוטי של החומר המומס עדיין ניתן למצוא ביקום של ימינו, בליבתם של חפצים מסוימים מאוד צפופים המכונים כוכבי נויטרונים.
עם טלסקופ החלל של ESA XMM-Newton, הם קרובים יותר לבחון רעיון זה. לראשונה, XMM-ניוטון הצליחה למדוד את השפעת שדה הכבידה של כוכב נויטרונים על האור שהוא פולט. מדידה זו מספקת תובנה טובה בהרבה על אובייקטים אלה.
כוכבי נויטרון הם בין העצמים הצפופים ביקום. הם אורזים את מסת השמש בתוך כדור שנמצא במרחק של 10 קילומטרים. חתיכת כוכב נויטרונים בגודל קוביית סוכר שוקלת למעלה ממיליארד טון. כוכבי נויטרון הם שרידי כוכבים מתפוצצים עד פי שמונה מאסיביים מהשמש שלנו. הם מסיימים את חייהם בפיצוץ סופרנובה ואז קורסים תחת כוח המשיכה שלהם. לכן פנים שלהם עשוי להכיל צורה מאוד אקזוטית של חומר.
מדענים מאמינים שבכוכב נויטרונים הצפיפות והטמפרטורות דומות לאלה הקיימות שבריר שנייה אחרי המפץ הגדול. הם מניחים שכאשר החומר ארוז בחוזקה כמו שהוא בכוכב נויטרונים, הוא עובר שינויים חשובים. פרוטונים, אלקטרונים ונויטרונים? מרכיבי האטומים - נתיכים יחד. יתכן שאבני הבניין של הפרוטונים והנויטרונים, מה שנקרא קווארקים, נמעכים זה לזה, ומולידים סוג של פלזמה אקזוטית של חומר 'מומס'.
איך לגלות? מדענים בילו עשרות שנים בניסיון לזהות את טבע החומר בכוכבי נויטרונים. לשם כך הם צריכים לדעת כמה פרמטרים חשובים במדויק: אם אתה מכיר את המסה והרדיוס של כוכב, או את הקשר ביניהם, אתה יכול להשיג את הקומפקטיות שלו. עם זאת, אף מכשיר לא התקדם מספיק כדי לבצע את המדידות הדרושות, עד כה. בזכות מצפה הכוכבים XMM-Newton של ESA, האסטרונומים הצליחו לראשונה למדוד את יחס המסה לרדיוס של כוכב נויטרונים ולקבל את הרמזים הראשונים להרכבו. אלה רומזים על כך שכוכב הנויטרונים מכיל חומר רגיל ולא אקזוטי, אם כי הוא אינו חד משמעי. הכותבים אומרים שזה צעד ראשון? והם ימשיכו בחיפוש.
הדרך בה קיבלו את המדידה הזו היא ראשונה בתצפיות אסטרונומיות והיא נחשבת להישג עצום. השיטה מורכבת בקביעת הקומפקטיות של כוכב הנויטרונים בצורה עקיפה. המשיכה הכבידה של כוכב נויטרונים היא אדירה - חזקה פי אלפי מיליון מזו של כדור הארץ. זה גורם לחלקיקי האור הנפלטים על ידי כוכב הנויטרונים לאבד אנרגיה. אובדן אנרגיה זה נקרא 'משמרת אדומה' בכבידה. מדידת התזוזה האדומה הזו על ידי XMM-Newton הצביעה על חוזק המשיכה הכבידה וחשפה את הקומפקטיות של הכוכב.
"זו מדידה מדויקת ביותר שלא היינו יכולים לבצע ללא הרגישות הגבוהה של XMM-Newton ויכולתה להבחין בפרטים", אומר פרד ג'נסן, מדען XMM-Newton פרויקט ESA.
לדברי המחבר הראשי של התגלית, ז'אן קוטם ממרכז טיסת החלל "גודארד" של נאס"א, "ניסיונות למדוד את המשמרת האדומה הכבידה נעשו מיד לאחר שאיינשטיין פרסם את התיאוריה הכללית של היחסות, אך איש מעולם לא הצליח למדוד את השפעה בכוכב נויטרונים, שם הוא היה אמור להיות עצום. זה אושר כעת. "
המקור המקורי: פרסום חדשות ESA
