Neutronstjerner gemmer på universets stærkeste stof

Fysikere har beregnet, at materialet under overfladen på ­neutronstjerner er ti milliarder gange stærkere end stål.

Fysikere har beregnet, at materialet under overfladen på ­neutronstjerner er ti milliarder gange stærkere end stål.

NASA

Neutronstjerner opstår, når en stjerne løber tør for brændstof og kollapser under sin egen vægt.

Den voldsomme tyngdekraft presser stoffet ekstremt tæt sammen, så atomer ikke længere kan eksistere. I stedet består en neutronstjerne af sammenpressede kernepartikler.

Fysikere fra McGill University i Canada har regnet på, hvordan stoffet opfører sig i neutronstjernens skorpe.

Beregningerne viser, at kræfter mellem protoner og neutroner organiserer de to typer kernepartikler i strukturer, som ligner forskellige typer pasta – fx spaghetti, lasagne og gnocchi – og forskerne kalder derfor stoftilstanden for nuklear pasta.

Kernepartikler bliver presset sammen til pasta

Fysikernes computermodel viser, at der ca. en kilometer under neutronstjernens overflade er et 100 meter tykt lag af kernepartikler, som danner en ekstremt stærkt struktur. Den ligner forskellige pastatyper, og derfor kalder forskere laget for nuklear pasta.

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

Inderst

“Nuklear lasagne”
Her er tyngdekraften så stor, at der dannes plader af kernepartikler.

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

Midten

“Nuklear spaghetti”
Her er tyngdekraften stor nok til at skabe lange bundter af kernepartikler.

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

Yderst

“Nuklear gnocchi”
Her er tyngdekraften stor nok til at skabe store klumper af kernepartikler.

Computersimulationer viser, at den nukleare pasta er mindst 10 milliarder gange så stærkt som stål, og forskerne mener, at materialet er det stærkeste i universet. Pastalaget er omkring 100 meter tykt, og vejer lige så meget som 3330 jordkloder i en neutronstjerne med en diameter på 24 kilometer.

Kolossalt tunge mikrobjerge bryder stjerneoverfladen

Neutrontjernen består af kernepartikler. I de dybere lag har stoffet en blødere struktur end den nukleare pasta. Styrken i den nukleare pasta er så stor, at forskerne mener, den kan understøtte små “bjerge” på overfladen af neutronstjernen.

De er måske kun 10 cm høje, men det er nok til, at vi kan måle dem.

Et bjerg på ti centimeters højde vil veje flere hundrede gange så meget som Mount Everest.

Materialet i de små bjerge er så tungt, og neutronstjernen roterer så hurtigt om sig selv, at de små udvækster vil skabe tyngdebølger, som vi kan måle fra Jorden.

Opbygningen af stoffet inde i neutronstjerner kan hjælpe astronomerne til at forstå de fænomener, de kan observere fra de små, tætte og tunge objekter, fx stærke pulser af radiostråling og meget kraftige magnetfelter.