NASA „Chandra“ rentgeno spindulių observatorija atrado pirmuosius tiesioginius įrodymus, kad neutroninės žvaigždės šerdyje yra superfluidas, keista ir be trinties būsena.
Aukščiau esančiame, šiandien išleistame paveikslėlyje rodomi „Chandra“ (raudonos, žalios ir mėlynos) rentgeno spinduliai ir „Cassiopeia A“ Hablo (aukso) optiniai duomenys - masyvios žvaigždės, sprogusios supernovoje, liekanos. Superfluido įrodymai buvo rasti tankioje žvaigždės šerdyje, vadinamoje neutroninėje žvaigždėje. Dailininko iliustracija įterpime parodo neutroninės žvaigždės vidų, kuriame tankis padidėja nuo oranžinės plutos iki raudonos šerdies ir pagaliau iki vidinio raudono rutulio - regiono, kuriame yra superfluidas.
Žemės laboratorijose sukurti superfluidai pasižymi nepaprastomis savybėmis, tokiomis kaip galimybė lipti į viršų ir išlipti iš hermetiškų indų. Kai jie yra pagaminti iš įkrautų dalelių, super skysčiai taip pat yra superlaidininkai ir jie leidžia elektros srovei tekėti be pasipriešinimo. Tokios medžiagos Žemėje yra plačiai naudojamos technologijoje, pavyzdžiui, superlaidžių magnetų, naudojamų magnetinio rezonanso tomografijai gaminti, gamyba.
Dvi nepriklausomos tyrėjų komandos panaudojo „Chandra“ duomenis, norėdamos parodyti, kad neutroninės žvaigždės viduje yra super skystos ir superlaidžios medžiagos. Tai yra išvada, turinti didelę reikšmę branduolinės medžiagos sąveikos supratimui esant didžiausiam žinomam tankiui. Komandos atskirai skelbia savo žurnalus žurnaluose Mėnesiniai Karališkosios astronomijos draugijos laiškai ir Fizinės apžvalgos raštai.
Cas A (RA 23h 23m 26,7s | Gruodis + 58 ° 49 ′ 03.00) yra maždaug 11 000 šviesmečių atstumu. Jos žvaigždė sprogo maždaug prieš 330 metų per Žemės laiką. Neutroninės žvaigždės „Chandra“ stebėjimų seka rodo, kad dabar kompaktiškas objektas per dešimt metų atvėso maždaug 4 procentais.
„Šis temperatūros kritimas, nors ir skamba nedaug, buvo tikrai dramatiškas ir stebinantis“, - sakė Dany Page iš Nacionalinio Meksikos autonominio universiteto Meksikoje, vienos iš dviejų komandų vadovo. "Tai reiškia, kad šioje neutroninėje žvaigždėje vyksta kažkas neįprasto."
Neutronų žvaigždėse yra tankiausiai žinoma medžiaga, kurią galima tiesiogiai pastebėti; vienas šaukštelis neutroninių žvaigždžių medžiagos sveria šešis milijardus tonų. Slėgis žvaigždės šerdyje yra toks didelis, kad dauguma įkrautų dalelių, elektronų ir protonų, susilieja - todėl žvaigždė susideda daugiausia iš neutronų.
Nauji rezultatai aiškiai rodo, kad žvaigždės šerdyje likę protonai yra super skysčio būsenoje ir, kadangi jie turi krūvį, taip pat sudaro superlaidininką.
Abi komandos rodo, kad greitas aušinimas Cas A mieste yra paaiškinamas neutrono superfluido susidarymu neutroninės žvaigždės šerdyje per pastaruosius 100 metų, žiūrint iš Žemės. Spėjama, kad greitas aušinimas tęsis keletą dešimtmečių, tada turėtų sulėtėti.
„Pasirodo,„ Cas A “gali būti Visatos dovana, nes mums reiktų pagauti labai jauną neutronų žvaigždę reikiamu laiku“, - sakė „Page“ bendraautorė Madappa Prakash iš Ohajo universiteto. „Kartais maža laimė gali nuveikti ilgą kelią moksle“.
Medžiagų superfluidumas Žemėje prasideda ypač žemoje temperatūroje, artimoje absoliučiam nuliui, tačiau neutroninėse žvaigždėse jis gali atsirasti esant temperatūrai, artimai milijardui laipsnių Celsijaus. Iki šiol šios kritinės temperatūros įverčiai buvo labai neapibrėžti. Šie nauji tyrimai apriboja kritinę temperatūrą nuo pusės milijardo iki šiek tiek mažiau nei milijardo laipsnių.
„Cas A“ leis tyrėjams išbandyti modelius, kaip stipri atominė jėga, surišanti subatomines daleles, veikia nepaprastai tankiai. Šie rezultatai taip pat yra svarbūs norint suprasti elgesį su neutroninėmis žvaigždėmis, įskaitant „trūkumus“, neutroninių žvaigždžių pirmtaką ir pulsaciją, magnetinius proveržius ir neutroninių žvaigždžių magnetinių laukų evoliuciją.
Šaltiniai: Karališkosios astronomijos draugijos ir Harvardo pranešimai spaudai. Žr. Papildomą daugialypės terpės NASA „Chandra“ puslapį ir du tyrimus MNRAS ir Fiz. Laiškai.
