Nové dôkazy potvrdili teórie: Vnútro niektorých špecifických hviezd tvorí exotická hmota
Po čiernych dierach a temnej hmote sa po rebríčku jedných z najvzrušujúcejších záhad vesmíru postupne šplhajú aj neutrónové hviezdy. Najnovšie dôkazy odhaľujú ich exotickú vnútornú štruktúru.
Portál Science Alert priniesol aktuálne veľmi čerstvú štúdiu, ktorá bola zverejnené začiatkom júna v prestížnom žurnále Nature Physics. Samotná štúdia sa zaoberá neutrónovými hviezdami, o ktorých sa už skôr predpokladalo, že ich jadrá tvorí neuveriteľne hustá hmota zvaná „jadrové cestoviny“.
O tejto hmote zloženej z kvarkov a gluónov sa zároveň hovorilo aj v súvislosti s najtvrdším materiálom v celom vesmíre.
Najnovšie merania ale hovoria, že jadrá tých najmasívnejších neutrónových hviezd sú tvorené exotickou hmotou subatomárnych častíc zložených len z kvarkov. Fyzici došli k záveru na základe merania gravitačných vĺn, ktoré sme boli schopní vôbec poprvýkrát zaznamenať ešte len v roku 2015 práve v súvislosti s neutrónovými hviezdami.
Ich závery totižto odhaľujú prekvapujúci fakt. Podľa výpočtov sú jadrá tých najmasívnejších neutrónových hviezd až také husté, že atómové jadrá prestávajú existovať a kondenzujú do čisto kvarkovej hmoty. Vedci tak v tejto súvislosti hovoria o veľmi dôležitom míľniku v porozumení podivných vnútorných štruktúr týchto extrémnych objektov.
Neutrónové hviezdy sa radia k jedným z najextrémnejších objektov vo vesmíre
Neutrónové hviezdy sú totižto naozaj veľmi nezvyčajné a extrémne vesmírne objekty. Ide o pozostatok kedysi majestátnych hviezd, ktorých hmotnosti dosahovali 8 až 30-násobok hmotnosti Slnka. Keď tieto hviezdy prejdú supernovou, väčšina ich hmoty je doslova „vystrelená“ do vesmíru, pričom zostane len ich jadro, ktoré degeneruje do neuveriteľne hustého objektu vplyvom pôsobenia obrovských gravitačných síl.
Tieto výsledne objekty nazývame neutrónové hviezdy, ktorých hmotnosti sa môžu pohybovať od 1,1 po 2,3-násobok hmotnosti Slnka, pričom táto pomerne vysoká hmotnosť je sústredená do tvaru gule s priemerom len 10 až 30 km. Keď dôjde pri supernove k degradácii jadra, protóny a elektróny v atómoch sú komprimované do neutrónov a neutrín.
Neutrína však z objektu uniknú a nechávajú neutróny v podmienkach pod tak vysokým tlakom, že sa navzájom pospájajú, čím sa neutrónová hviezda stáva v podstate jedným veľkým jadrom s hustotou vo vnútri vyše 100 biliónovkrát vyššou ako na povrchu. Čím hlbšie by sme šli do neutrónovej hviezdy, tým vyššia by bola jej hustota pri jadre.
Práve pri tejto analógii vznikla myšlienka, že jadro neutrónovej hviezdy tvoria len kvarky. Ide o základné subatomárne častice, ktoré sa v bežných podmienkach kombinujú a vytvárajú zložené častice, ako sú protóny a neutróny.
Už niekoľko desaťročí astronómovia predpokladali, že za dostatočne vysokého tepla a hustoty sa neutróny rozkladajú ešte ďalej na svoje konštantné kvarky, čím vytvárajú akýsi druh „kvarkovej polievky“, respektíve kvarkovo-gluónovej plazmy.
Gravitačné vlny a pokrok v oblasti teoretickej a časticovej fyziky sa postarali o nové zistenia
Je však skutočne ťažké zistiť, čo sa vo vnútri neutrónových hviezd nachádza. Kolízia dvoch neutrónových hviezd z augusta 2017, ktorých gravitačné vlny boli zachytené a označené ako GW170817, bola pre astronómov veľmi vzrušujúca. Spôsob, akým sa obe hviezdy po kolízii zmenili a navzájom gravitačne deformovali, mohol odhaliť informácie o ich vnútornej štruktúre. Túto zrážku si môžeš pozrieť na videu nižšie.
Tým vedcov použil tieto merania spolu s novými pokrokmi v oblasti teoretickej a časticovej fyziky na vytvorenie svojich zložitých výpočtov. Zistili, že neutrónové hviezdy smerom k svojmu hornému hmotnostnému limitu (najmenej 2-násobok hmotnosti Slnka) vykazujú charakteristiky, ktoré naznačujú prítomnosť obrovského jadra zloženého z kvarkovej hmoty. Výpočty navyše ukázali, že toto jadro tvorí dokonca viac ako polovicu celého priemeru neutrónovej hviezdy.
Jedného dňa možno lepšie pochopíme vznik vesmíru
Tento objav tak nie je fascinujúci len z pohľadu zloženia neutrónových hviezd, ale umožní v budúcnosti lepšie pochopiť vznik nášho vesmíru. Vedci sa totižto domnievajú, že na niekoľko mikrosekúnd hneď po Veľkom tresku, známom ako kvarková epocha, bol vesmír naplnený „horúcou polievkou“ kvarkovo-gluónovej plazmy, ktorá sa rýchlo zhlukovala do hadrónov.
Dnes môžeme pri pokusoch so zrážkami častíc pozorovať kvarkovú hmotu len veľmi krátko. Najnovšie výpočty v prezentovanej štúdii naznačujú, že touto hmotou sú tvorené aj neutrónové hviezdy. Ak teda dokážeme charakterizovať podmienky neutrónových hviezd, za ktorých sa formuje kvarková hmota, mohlo by nám to pomôcť lepšie pochopiť epochu kvarkov, respektíve samotný vznik vesmíru.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Prešli za hranice reality. Vedci objavili v kvantovom tuneli nový jav, ktorý prepíše učebnice
Astronomická lahôdka: Obloha sa čoskoro zmení na živú mapu vesmíru, takto ju uvidíš zo Slovenska
Zaplatil milióny za úlomok planéty. V USA vydražili kus Marsu, jeho cena prekonala očakávania
S týmto eko palivom musíme v budúcnosti počítať. Vedci ho vyrobili zo špinavej vody a odpadu
Američania stavajú vesmírny maglev. Neuveríš, na čo má slúžiť a ako im ušetrí palivo
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Prekvapivý zvrat na trhu práce mení rebríček najžiadanejších absolventov vysokých škôl. Jednotkou už nie je IT
EÚ schválila 18. balík sankcií proti Rusku. Fico ustúpil tlaku
Fico otočil, EÚ prijala nový balík sankcií proti Rusku. Takéto majú byť garancie pre Slovensko
Snoop Dogg sa stal spolumajiteľom známeho futbalového klubu: „Príbeh klubu a regiónu ma oslovil“
Analýza miliónov letov šokuje cestujúcich a odhaľuje prekvapivú pravdu o spoľahlivosti európskych aeroliniek
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Prehliadaná krajina prechádza desivou premenou za miliardy. Čína ju zbrojí na úroveň superveľmocí
- Českí filmári zobrali „dezolátov“ na Ukrajinu a ukázali im vojnu. Takto vyzerali ich reakcie (VIDEO)
- Netflix opäť trafil do čierneho. Drsnú krimi sériu považujú kritici za jeden z najlepších seriálov roka
- Vedci našli niečo, čo popiera fyziku. Výbuch jadrovej bomby vytvoril materiál, ktorý nemal existovať
- Prešli za hranice reality. Vedci objavili v kvantovom tuneli nový jav, ktorý prepíše učebnice
-
- Vedci našli niečo, čo popiera fyziku. Výbuch jadrovej bomby vytvoril materiál, ktorý nemal existovať
- Českí filmári zobrali „dezolátov“ na Ukrajinu a ukázali im vojnu. Takto vyzerali ich reakcie (VIDEO)
- Prehliadaná krajina prechádza desivou premenou za miliardy. Čína ju zbrojí na úroveň superveľmocí
- Netflix opäť trafil do čierneho. Drsnú krimi sériu považujú kritici za jeden z najlepších seriálov roka
- Nočná mora Rusov funguje. Ukrajina dostala od USA špeciálne zariadenia, ktoré môžu rozhodnúť vojnu
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Taiwan ukázal svetu, čo sa stane, ak zaútočí Čína. V kľúčovom teste všetkých zarazili
- Našiel som dokonalé rodinné auto. Na novej Dacii som prešiel 1 400 km do Chorvátska, otvorila mi oči
- POZOR: Nová dopravná značka mätie vodičov. Toto musíš spraviť, keď ju uvidíš
- Týmto raketám neunikne nikto. Kórea do nich vložila niečo, čo zlikviduje akýkoľvek cieľ
Svetový úspech vedcov SAV: Slováci vyvinuli zbraň proti vírusu, ktorý môže spúšťať rakovinu
Aplikácia Slovenskej pošty sa mení na digitálnu pobočku: Pribudnú kľúčové novinky
Slováci nakupujú inak, predajcov pribúda. E-shopy u nás prechádzajú premenou
Slovákov masívne ohrozuje nový typ kybernetického útoku. Je horší než phishing
USA zavedú jednotné clá. Zasiahne to vyše 150 krajín naraz
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP