ستاره های نوترونی ارواح شیطانی ستارگان غول پیکر هستند: هسته های داغ ماده عجیب و غریب باقی مانده از ابرنواخترها. مانند قمقمه هایی که با سوپ رشته داغ پر شده اند، چندین سال طول می کشد تا خنک شوند. اما اکنون محققان فکر می کنند که می دانند این ستاره ها چگونه این کار را انجام می دهند: با یک وعده بزرگ پاستا.
نه، این اجساد ستاره ای بیش از حد متراکم پر از اسپاگتی نیستند. در عوض، ستارگان نوترونی سرد می شوند و ذرات اتری به نام نوترینو آزاد می شوند. و تحقیقات جدید نشان می دهد که آنها این وظیفه را به لطف نوع واسطه ای از ماده به نام انجام می دهند خمیر هسته ای، ماده ای موج دار و مارپیچ که در آن اتم ها تقریباً، اما نه کاملاً، با یکدیگر مخلوط شده اند. این ساختار خمیر هسته ای مناطق کم چگالی را در داخل ستارگان ایجاد می کند و به نوترینوها و گرما اجازه فرار می دهد.
یک قاشق چای‌خوری ماده جمع‌آوری‌شده از سطح یک ستاره نوترونی میلیاردها تن وزن خواهد داشت، یعنی بیشتر از مجموع تمام افراد روی زمین. چنین چگالی به آن کمک می کند گرما را به خوبی حفظ کند. و در حالی که خورشید ما، که یک کوتوله زرد در نظر گرفته می شود، بیشتر گرمای خود را به صورت نور ساطع می کند، ذرات نور تولید شده در داخل یک ستاره نوترونی به ندرت برای فرار به سطح بالا می آیند. با این حال، این ستارگان خشن - هر کدام به اندازه یک شهر آمریکایی - در نهایت با انتشار نوترینوها آرام می‌گیرند.
چارلز هوروویتز، فیزیکدان دانشگاه ایلینویز، یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: خمیر چیزی بین ماده هسته ای و ماده معمولی است. هوروویتز به لایو ساینس گفت: «اگر شما شروع به فشردن ماده واقعاً بسیار سخت در یک ستاره نوترونی کنید، هسته‌ها به هم نزدیکتر و نزدیکتر می‌شوند و در نهایت شروع به برخورد خواهند کرد. و وقتی شروع به برخورد می کنند، اتفاقات عجیبی رخ می دهد.»
در نقطه ای، فشار آنقدر بالا می رود که ساختار ماده معمولی کاملاً به یک آبگوشت هسته ای تمایز نیافته فرو می ریزد. اما درست قبل از این اتفاق، یک منطقه پاستا وجود دارد.
دانشمندان در بیشتر دهه گذشته می‌دانستند که این خمیر در داخل ستارگان نوترونی، درست در زیر پوسته‌های آنها در منطقه‌ای که ماده معمولی به ماده هسته‌ای عجیب و ناشناخته تبدیل می‌شود، قرار دارد. و همچنین می دانستند که انتشارات نوترینو به خنک شدن ستاره های نوترونی کمک می کند. تحقیقات جدید نشان می دهد که چگونه پاستا به دفع نوترینوها کمک می کند.
فرمول اصلی برای تشکیل نوترینو در یک ستاره نوترونی ساده است: نوترون تجزیه می شود و به پروتون کمی سبکتر با انرژی کم و یک نوترینوی فوق سبک تبدیل می شود. این یک فرآیند ساده است که مشخص است در جایی در فضا از جمله خورشید ما اتفاق می افتد. اما برای اینکه این دستور العمل عمل کند، باید شرایط مناسب وجود داشته باشد. و در یک ستاره نوترونی، شرایط به این شکل نیست. محققان نشان دادند که انتشار نوترینو از خمیر هسته ای احتمالا بسیار کارآمدتر از انتشار نوترینو از هسته یک ستاره نوترونی است. این بدان معنی است که بیشتر خنک کننده به دلیل خمیر است.
به گفته هوروویتز، این تحقیق نشان می دهد که ستاره های نوترونی کندتر از حد انتظار سرد می شوند. بنابراین آنها بیشتر عمر می کنند. به گفته او، تاریخ فضا-زمان باید تغییر کند تا به دلیل مقاومت فراطبیعی آنها در برابر گرمای شدید برای چندین سال باشد.
همچنین بخوانید: