Sciencemag.cz
Doporučujeme
Jak to vypadá uvnitř neutronových hvězd? Podle některých názorů je jejich nitro tvořeno prostě neutrony a tu a tam nějakým protonem. Jiní astrofyzikové pokládají vnitřek neutronové hvězdy za de facto jedno obrovské jádro. A ještě další pak tvrdí, že z neutronů se zde stává úplně nová fáze hmoty, exotická kvarková hmota (související označení: kvark gluonové plazma, „podivná hmota“). Výzkumníci z University of Helsinki nyní v Nature Physics přinášejí argumenty pro poslední z uvedených možností. Alespoň v jádrech stabilních a nejtěžších neutronových hvězd se hmota má podobat spíše kvarkové než normální jaderné. Průměr jádra objektu kvarkové hmoty může mít i více než polovinu celé neutronové hvězdy.
Tým podepsaný pod studií tvořili Aleksi Vuorinen a Eemeli Annala z Helsinské univerzity, Tyler Gorda z University of Virginia, Aleksi Kurkela z CERNu a Joonas Nättilä z Columbia University. Uvádějí, že na rozdíl od jiných přístupů využívajících výhradně simulací se pokusili teoretické modely propojit i s astrofyzikálními měřeními. Přitom vyšli jak z měření gravitačních vln provázejících fúzi neutronových hvězd, tak i z vlastností těžkých neutronových hvězd s hmotností blízkou dvěma Sluncím. Běžné neutronové hvězdy mají hmotnost mezi 1–1,7 hmotnosti Slunce, těžší byly objeveny až nedávno (neutronové hvězdy vznikají z hvězd původně těžších, ale značná část hmoty je odhozena ve fázi výbuchu supernovy). Z těchto dat lze pak odvozovat řadu dalších údajů, např. maximální poloměr neutronové hvězdy a termodynamické vlastnosti hmoty, který tyto objekty tvoří. Z toho autoři studie dále došli až k přesné stavové rovnici neutronové hvězdy, tedy vztahu mezi tlakem a hustotou energie. Pomocí obecné teorie relativity se pak stavová rovnice dá provázat i s dalšími vlastnostmi neutronových hvězd.
Stále jde pouze o jednu z možností. Autoři studie ovšem tvrdí, že pokud by hmota v jádrech neutronových hvězd byla složena z běžných neutronů (degenerovaného neutronového plynu), mělo by to i řadu dalších důsledků, např. zvuk by se zde šířil prakticky rychlostí světla.
Každopádně dat umožňujících mezi různými možnostmi rozhodnout bude přibývat. Aleksi Vuorinen tvrdí, že díky detekcím gravitačních vln vstupujeme přímo do zlatého věku astrofyziky.
Eemeli Annala et al, Evidence for quark-matter cores in massive neutron stars, Nature Physics (2020). DOI: 10.1038/s41567-020-0914-9
Zdroj: University of Helsinki/Phys.org
Viz také: Silná interakce mezi neutrony je na velmi malých vzdálenostech odpudivá
(zde se prezentuje opačný pohled)
a dále viz např.: Neutronové hvězdy mají asi několik vrstev
