Neutronstjerner er gigantiske stjerners onde spøgelser: varme kerner af eksotisk stof tilbage fra supernovaer. Som termokander fyldt med varm nudelsuppe tager de evigheder om at køle af. Men nu tror forskere, at de ved, hvordan disse stjerner gør det: med en kæmpe portion pasta.
Nej, disse alt for tætte stjernelig er ikke fyldt med spaghetti. I stedet afkøles neutronstjerner og frigiver æteriske partikler kendt som neutrinoer. Og ny forskning viser, at de udfører denne opgave takket være en mellemtype stof kendt som nuklear pasta, et bølget, oprullet materiale, hvor atomerne er næsten, men ikke helt, blandet med hinanden. Denne nukleare pastastruktur skaber områder med lav tæthed inde i stjernerne, hvilket tillader neutrinoer og varme at undslippe.
En teskefuld stof opsamlet fra overfladen af en neutronstjerne ville veje milliarder af tons, mere end alle mennesker på Jorden tilsammen. En sådan tæthed hjælper den med at holde varmen meget godt. Og mens vores sol, som betragtes som en gul dværg, udsender meget af sin varme som lys, stiger lyspartikler produceret inde i en neutronstjerne sjældent til overfladen for at undslippe. Disse voldsomme stjerner - hver især på størrelse med en amerikansk by - falder dog til sidst til ro, hovedsageligt ved at frigive neutrinoer.
"Pastaen er noget mellem nukleart stof og almindeligt stof," sagde studiemedforfatter Charles Horowitz, en fysiker ved University of Illinois. "Hvis du begynder at presse sagen virkelig, virkelig hårdt ind i en neutronstjerne, vil kernerne komme tættere og tættere sammen og til sidst begynde at kollidere," fortalte Horowitz WordsSideKick.com. "Og når de begynder at støde sammen, sker der mærkelige ting."
På et tidspunkt stiger trykket så højt, at strukturen af almindeligt stof fuldstændig kollapser til en udifferentieret nuklear bouillon. Men lige før det sker, er der et pastaområde.
Forskere har vidst i det meste af det sidste årti, at denne pasta findes inde i neutronstjerner, lige under deres skorper i det område, hvor almindeligt stof omdannes til underligt, dårligt forstået nukleart stof. Og de vidste også, at neutrino-emissioner hjælper med at afkøle neutronstjerner. Ny forskning viser, hvordan pasta hjælper med at afværge neutrinoer.
Grundformlen for neutrinodannelse i en neutronstjerne er enkel: neutronen henfalder og bliver til en lidt lettere proton med lav energi og en ultralet neutrino. Dette er en simpel proces, der vides at finde sted et sted i rummet, inklusive vores sol. Men for at denne opskrift skal virke, skal de rette betingelser være til stede. Og i en neutronstjerne ser forholdene ikke sådan ud. Forskerne viste, at neutrino-emissioner fra atompastaen sandsynligvis er meget mere effektive end neutrino-emissioner fra kernen af en neutronstjerne. Det betyder, at det meste af afkølingen skyldes pastaen.
Ifølge Horowitz tyder denne forskning på, at neutronstjerner afkøles langsommere end forventet. Så de lever længere. Ifølge ham skal rumtidens historie ændres for at tage højde for deres overnaturlige modstand mod ekstrem varme i evigheder.
Læs også: