Kép jóváírása: ESA
Röviddel a nagy robbanás után úgy gondolják, hogy az univerzumban minden anyag feloszlott a legkisebb alkotóelemeire. Az XMM-Newton űrtávcső segítségével egy csillagászok egy csoportja megkísérelte kiszámítani több neutron csillag „tömörségét” - megnézni, hogy azok meghaladják-e a normál anyag sűrűségét.
Másodperc töredékével a Nagyrobbanás után az univerzum minden ősanyag-levesét „lebontották” annak legalapvetőbb alkotóelemeire. Úgy gondolták, hogy örökre eltűnt. A tudósok azonban erősen gyanítják, hogy az oldott anyag egzotikus leves még mindig megtalálható a mai világegyetemben, bizonyos nagyon sűrű tárgyak magjában, amelyeket neutroncsillagoknak neveznek.
Az ESA XMM-Newton űrtelencséjével most közelebb kerülnek ezen ötlet teszteléséhez. Az XMM-Newton először képes volt megmérni egy neutroncsillag gravitációs mezőjének a kibocsátott fényre gyakorolt hatását. Ez a mérés sokkal jobb betekintést nyújt ezekbe az objektumokba.
A neutroncsillagok az univerzum legsűrűbb objektumai közé tartoznak. A nap tömegét 10 kilométer átmérőjű gömb belsejébe csomagolják. Egy cukorkocka méretű darab neutroncsillag meghaladja a milliárd tonnát. A neutroncsillagok a felrobbanó csillagok maradványai, akár nyolcszor hatalmasabbak, mint a mi Napunk. Egy szupernóva robbanás útján fejezik be az életüket, majd saját gravitációjuk alatt összeomlanak. Belső terek ezért nagyon egzotikus anyagot tartalmazhatnak.
A tudósok úgy vélik, hogy egy neutroncsillagban a sűrűség és a hőmérséklet hasonló a másodperc töredékéig a Big Bang után. Feltételezik, hogy ha az anyag szorosan csomagolva van, mint egy neutroncsillagban, akkor fontos változásokon megy keresztül. Protonok, elektronok és neutronok? az atomok alkotóelemei - összeolvadnak. Lehetséges, hogy még a protonok és a neutronok építőkövei, az úgynevezett kvarkok is összezúzódnak, és így egyfajta egzotikus plazma alakul ki az oldott anyagból.
Hogyan lehet megtudni? A tudósok évtizedek óta próbálják azonosítani az anyag természetét a neutroncsillagokban. Ehhez nagyon pontosan tudniuk kell néhány fontos paramétert: ha ismeri a csillag tömegét és sugárát, vagy a kettő közötti kapcsolatot, megkaphatja annak tömörségét. Eddig egyetlen eszköz sem fejlett eléggé ahhoz, hogy elvégezze a szükséges méréseket. Az ESA XMM-Newton obszervatóriumának köszönhetően a csillagászok először képesek voltak megmérni a neutroncsillagok tömeg / sugár arányát, és az első nyomokat kaptak a összetételükre. Ezek arra utalnak, hogy a neutroncsillag normál, nem egzotikus anyagot tartalmaz, bár ezek nem meggyőzőek. A szerzők szerint ez egy kulcsfontosságú első lépés? és folytatják a keresést.
A mérés módja az első csillagászati megfigyelések során, és ezt hatalmas eredménynek tekintik. A módszer a neutroncsillag tömörségének közvetett módon történő meghatározásáról áll. A neutroncsillag gravitációs vonzása óriási - több ezer milliószor erősebb, mint a Földé. Ezáltal a neutroncsillag által kibocsátott fényrészecskék energiát veszítenek. Ezt az energiaveszteséget gravitációs „vörös eltolásnak” nevezik. Ezt a vörös eltolódást XMM-Newton által mérve megmutatta a gravitációs vonzás erősségét, és felfedte a csillag kompaktságát.
"Ez egy nagyon pontos mérés, amelyet nem tudtunk volna megtenni az XMM-Newton nagy érzékenysége és a részletek megkülönböztethetősége nélkül" - mondta Fred Jansen, az ESA XMM-Newton projekt tudósa.
A felfedezés fő szerzője, Jean Cottam, a NASA Goddard űrrepülőközpontja szerint „a gravitációs vörös eltolódás mérésére közvetlenül azután került sor, hogy Einstein közzétette a relativitáselméletet, de senki sem volt képes megmérni a hatás egy neutroncsillagban, ahol azt állítólag hatalmasnak kellett tartani. Ezt már megerősítették. ”
Eredeti forrás: ESA sajtóközlemény
