Nøytronstjerner inneholder universets sterkeste stoff

Fysikere har beregnet at materialet under overflaten på nøytronstjerner er ti milliarder ganger sterkere enn stål.

Fysikere har beregnet at materialet under overflaten på nøytronstjerner er ti milliarder ganger sterkere enn stål.

Nøytronstjerner oppstår når en stjerne går tom for drivstoff og kollapser under sin egen vekt. Den voldsomme tyngdekraften presser materien ekstremt tett sammen, slik at atomer ikke lenger kan eksistere.

En nøytronstjerne består derfor av sammenpressede kjernepartikler. Fysikere fra McGill University i Canada har regnet på hvordan materien oppfører seg i nøytronstjernens skorpe.

Beregningene viser at krefter mellom protoner og nøytroner organiserer de to typene kjernepartikler i strukturer som ligner ulike typer pasta – for eksempel spagetti, lasagne og gnocchi – og forskerne kaller derfor stofftilstanden for kjernepasta.

Kjernepartikler blir presset sammen til pasta

Fysikernes datamodell viser at det om lag en kilometer under nøytronstjernens overflate er det et 100 meter tykt lag av kjernepartikler, som danner en ekstremt sterk struktur. Den ligner ulike pastatyper, og derfor kaller forskere laget for «kjernepasta».

© claus lunau & Matthew Caplan/Mcgill Space Institute & shutterstock

Innerst

“Kjernelasagne”
Her er tyngdekraften så stor at det dannes plater av kjernepartikler.

© claus lunau & Matthew Caplan/Mcgill Space Institute & shutterstock

Midten

“Kjernespagetti”
Her er tyngdekraften stor nok til å skape lange bunter av kjernepartikler som ligner spagetti.

© claus lunau & Matthew Caplan/Mcgill Space Institute & shutterstock

Ytterst

“Kjernegnocchi”
Her er tyngdekraften stor nok til å skape store klumper av kjernepartikler som ligner gnocchi.

Datasimuleringer viser at kjernepastaen er minst ti milliarder ganger så sterk som stål, og forskerne mener at materialet er det sterkeste i universet. Pastalaget er omkring 100 meter tykt og veier like mye som 3330 jordkloder i en nøytronstjerne med en diameter på 24 kilometer.

Kolossalt tunge mikrofjell bryter stjerneoverflaten

Nøytronstjernen består av kjernepartikler. I de dypere lagene har materien en mykere struktur enn i de øvre lagene. Styrken i kjernepastaen er så stor at forskerne mener den kan støtte små «fjell» på overflaten av nøytronstjernen.

De er kanskje bare 10 centimeter høye, men det er nok til at vi kan måle dem.

Et ti centimeter høyt fjell vil veie flere hundre ganger så mye som Mount Everest.

Materialet i de små fjellene er så tungt, og nøytronstjernen roterer så raskt, at de små utvekstene vil skape gravitasjonsbølger som vi kan måle fra jorda.

Oppbygningen til materien inne i nøytronstjerner kan hjelpe astronomene til å forstå de fenomenene de kan observere fra de små, tette og tunge objekter, for eksempel sterke pulser av radiostråling og veldig kraftige magnetfelt.