Vaizdo kreditas: ESA
Netrukus po Didžiojo sprogimo manoma, kad visa Visatoje esanti medžiaga buvo suskaidyta į mažiausius jos komponentus. Naudodamas kosminį teleskopą „XMM-Newton“, astronomų komanda bando apskaičiuoti kelių neutroninių žvaigždžių „kompaktiškumą“ - kad patikrintų, ar jos neviršija normaliosios medžiagos tankio.
Dalis sekundės po didžiojo sprogimo visa pirmapradė materijos sriuba Visatoje buvo „suskaidyta“ į pačias pagrindines sudedamąsias dalis. Manyta, kad jis dingo amžiams. Tačiau mokslininkai tvirtai įtaria, kad egzotiška ištirpintos medžiagos sriuba vis dar gali būti randama šių dienų Visatoje, tam tikrų labai tankių objektų, vadinamų neutroninėmis žvaigždėmis, šerdyje.
Naudodamiesi ESA kosminiu teleskopu „XMM-Newton“, jie yra arčiau šios idėjos išbandymo. Pirmą kartą XMM-Newton sugebėjo išmatuoti neutroninės žvaigždės gravitacinio lauko įtaką jo skleidžiamai šviesai. Šis matavimas suteikia daug geresnį vaizdą apie šiuos objektus.
Neutroninės žvaigždės yra vieni tankiausių Visatos objektų. Saulės masę jie supa 10 kilometrų skersmens sferoje. Cukraus kubo dydžio neutroninės žvaigždės gabalas sveria daugiau nei milijardą tonų. Neutronų žvaigždės yra sprogstamųjų žvaigždžių liekanos, kurios yra aštuonis kartus masyvesnės už mūsų Saulę. Jie baigia savo gyvenimą supernovos sprogimu ir tada žlunga pagal savo sunkumą. Todėl jų interjeruose gali būti egzotiškos materijos formos.
Mokslininkai mano, kad neutroninėje žvaigždėje tankis ir temperatūra yra panašūs į tuos, kurie egzistuoja sekundės dalimis po Didžiojo sprogimo. Jie daro prielaidą, kad kai medžiaga yra sandariai supakuota, kaip yra neutroninėje žvaigždėje, ji patiria svarbius pokyčius. Protonai, elektronai ir neutronai? atomų komponentai - susilieja. Gali būti, kad net protonų ir neutronų statybiniai blokai, vadinamieji kvarkai, susmulkėja ir susidaro savotiška egzotiškos „ištirpintos“ medžiagos plazma.
Kaip sužinoti? Mokslininkai dešimtmečius praleido bandydami nustatyti materijos prigimtį neutroninėse žvaigždėse. Norėdami tai padaryti, jie turi labai tiksliai žinoti keletą svarbių parametrų: jei žinote žvaigždės masę ir spindulį arba ryšį tarp jų, galite gauti jos kompaktiškumą. Tačiau iki šiol nė vienas instrumentas nebuvo pakankamai pažengęs atlikti reikiamus matavimus. Dėka ESA XMM-Newton observatorijos, astronomai pirmą kartą sugebėjo išmatuoti neutroninės žvaigždės masės ir spindulio santykį ir gauti pirmuosius įkalčius apie jos sudėtį. Tai rodo, kad neutroninėje žvaigždėje yra normalios neeksotinės medžiagos, nors jos nėra įtikinamos. Autoriai sako, kad tai yra pagrindinis žingsnis? ir jie tęs paiešką.
Tai, kaip jie gavo šį matavimą, yra pirmasis astronominių stebėjimų metu ir jis laikomas didžiuliu laimėjimu. Metodą sudaro netiesioginis neutroninės žvaigždės kompaktiškumo nustatymas. Neutroninės žvaigždės gravitacinis patraukimas yra milžiniškas - tūkstančius milijonų kartų stipresnis už Žemę. Dėl šios priežasties neutroninės žvaigždės skleidžiamos šviesos dalelės praranda energiją. Šis energijos nuostolis vadinamas gravitaciniu „raudonuoju poslinkiu“. Matuojant šį raudoną poslinkį XMM-Niutonas parodė gravitacinio traukos stiprumą ir paaiškėjo žvaigždės kompaktiškumas.
„Tai labai tikslus matavimas, kurio mes negalėtume atlikti be didelio XMM-Newton jautrumo ir jo sugebėjimo atskirti detales“, - sako Fred Jansen, ESA XMM-Newton projekto mokslininkas.
Pasak pagrindinio atradimo autoriaus Jeano Cottam iš NASA Goddardo kosminių skrydžių centro, „bandymai išmatuoti gravitacinį raudoną poslinkį buvo padaryti iškart po to, kai Einšteinas paskelbė Bendrąją reliatyvumo teoriją, bet niekas niekada negalėjo išmatuoti efektas neutroninėje žvaigždėje, kur ji turėjo būti didžiulė. Dabar tai patvirtinta “.
Originalus šaltinis: ESA naujienų leidinys
