НАСА-ина опсерваторија Цхандра открила је прве директне доказе за суперфлуид, бизарно стање материје без трења у језгру неутронске звезде.
Слика изнад, објављена данас, приказује рендгенске зраке из Цхандра (црвена, зелена и плава) и оптичке податке из Хубблеа (злата) Касиопеје А, остатке огромне звезде која је експлодирала у супернови. Докази за сувишни течност пронађени су у густом језгру звезде иза себе, такозваној неутронској звезди. Илустрација уметника на почетку приказује исјечак унутрашњости неутронске звијезде, гдје се густина повећава од наранџасте коре до црвене језгре и на крају до унутрашње црвене кугле, регије у којој постоји вишак течности.
Супер течности створене у лабораторијама на Земљи показују изванредна својства, као што су способност пењања према горе и избегавања непропусних контејнера. Кад су направљени од наелектрисаних честица, супер течности су такође суперпроводници и омогућавају да струја тече без отпора. Такви материјали на Земљи имају широку технолошку примену попут производње суперпреводних магнета који се користе за снимање магнетном резонанцом [МРИ].
Два независна истраживачка тима користила су податке Цхандра да покажу да унутрашњост неутронске звезде садржи сувишу течност и суправодобно провођење материје, што је закључак с важним импликацијама за разумевање нуклеарних интеракција у материји на највећим познатим дензитетима. Тимови објављују своја истраживања одвојено у часописима Месечна обавештења писма Краљевског астрономског друштва и Писма о физичком прегледу.
Цас А (РА 23х 23м 26,7с | дец + 58 ° 49 ′ 03,00) лежи око 11.000 светлосних година. Његова звезда је експлодирала пре око 330 година у земљином временском оквиру. Слијед Цхандра посматрања неутронске звезде показује да се сада компактни објект охладио за око 4 процента у периоду од десет година.
„Овај пад температуре, иако звучи мало, био је заиста драматичан и изненађујући“, рекла је Дани Паге са Националног аутономног универзитета у Мексику, вођа једног од два тима. „То значи да се унутар ове неутронске звезде дешава нешто необично.“
Неутронске звезде садрже најгушће познате материје које је директно посматрати; једна кафена кашика материјала неутронских звезда тежи шест милијарди тона. Притисак у језгри звезде је толико висок да се већина наелектрисаних честица, електрона и протона, стапа - што резултира звездом састављеном већином од неутрона.
Нови резултати снажно указују на то да су преостали протони у језгри звезде у супер течном стању и, пошто носе набој, формирају и суперпроводник.
Оба тима показују да се брзо хлађење у Цас А објашњава формирањем неутронског суперфлуида у језгру неутронске звезде у току последњих 100 година као што се види са Земље. Очекује се да ће брзо хлађење наставити неколико деценија, а онда би требало да успори.
„Испада да је Цас А можда поклон Универзума, јер бисмо морали да ухватимо веома младу неутронску звезду у правом тренутку“, рекла је коауторица странице Мадаппа Пракасх са Универзитета Охио. „Понекад мало среће може научити дуг пут у науци.“
До појаве суперфлуидности у материјалима на Земљи долази при екстремно ниским температурама близу апсолутне нуле, али у неутронским звездама може се појавити на температурама близу милијарду степени Целзијуса. До сада је постојала веома велика неизвесност у процени ове критичне температуре. Ово ново истраживање ограничава критичну температуру на између пола милијарде и нешто мање од милијарду степени.
Цас А ће омогућити истраживачима да тестирају моделе како се јака нуклеарна сила, која веже субатомске честице, понаша у ултразвучној материји. Ови резултати су такође важни за разумевање распона понашања у неутронским звездама, укључујући „пропусте“, прецесију и пулсирање неутронских звезда, изливе магнетара и за развој магнетних поља неутронских звезда.
Извори: Изјаве за штампу Краљевског астрономског друштва и Харварда. Погледајте додатну мултимедију на НАСА-иној страници Цхандра и две студије у МНРАС и Пхис. Рев. Леттерс.
