Citat vikipedia; "En neutronstjärna är ett av flera möjliga slut för en stjärna. När en
stjärna i slutet av sitt liv stöter bort sina yttre lager inträffar en
gravitationskollaps då stjärnans kvarvarande inre delar imploderar. Om stjärnan
är så stor att den kvarvarande massan motsvarar 1,4–3 solmassor övergår den i en
supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som består av tätt packade
neutroner, och övrigt restmaterial utspridd i omgivningen från supernovan".
Hittills är inte mycket känt om det inre av
neutronstjärnor. Sedan deras upptäckt för mer än 60 år sedan har forskare
försökt dechiffrera dess struktur. Den största utmaningen är att simulera de
extrema förhållandena som finns inuti dessa.
Det har
arbetats fram många teoretiska modeller där olika egenskaper – från densitet
och temperatur – beskrivs med hjälp av så kallade tillståndsekvationer. Dessa
ekvationer försöker beskriva neutronstjärnornas struktur och dess yta ner till den inre
kärnan.
Nu har fysiker vid Goetheuniversitetet i Frankfurt
lyckats lägga några ytterligare och avgörande bitar i pusslet. Arbetsgruppen under
ledning av prof. Luciano Rezzolla vid Institutet för teoretisk fysik utvecklade
mer än en miljon olika satsekvationer som uppfyller de begränsningar som ställs
av data som erhållits från teoretisk kärnfysik å ena sidan och av astronomiska
observationer å andra.
Vid utvärderingen av tillståndsekvationerna gjorde
arbetsgruppen en överraskande upptäckt: Neutronstjärnor (med massor mindre än
cirka 1,7 solmassor) verkar ha en mjuk mantel och en styv kärna, medan
"tunga" neutronstjärnor (med massor större än 1,7 solmassor) istället
har en styv mantel och en mjuk kärna. "Detta resultat är mycket intressant
eftersom det ger oss ett direkt mått på hur komprimerbar neutronstjärnornas
centrum kan vara", säger professor Luciano Rezzolla,
Avgörande till denna insikt var ljudets hastighet,
ett studiefokus som användes av kandidat Sinan Altiparmak att arbetade utefter.
Detta kvantitetsmått beskriver hur snabbt ljudvågor sprider sig inom ett objekt
vilket beror på hur styv eller mjuk materian är. Här på jorden används ljudets
hastighet för att utforska Jordens inre och upptäcka oljefyndigheter.
Genom att modellera tillståndsekvationer kunde
fysikerna också avslöja andra tidigare oförklarliga egenskaper hos
neutronstjärnor. Till exempel, oavsett deras massa, har de förmodligen en radie
på endast ca 12 km. Rapportförfattaren Dr. Christian Ecker förklarar: "Vår
omfattande numeriska studie tillåter oss inte bara att göra förutsägelser för
neutronstjärnors radier och maximala massor utan också att sätta nya gränser
för deras deformerbarhet i binära system (dubbelstjärnsystem). Det vill säga hur starkt de
snedvrider varandra genom sina gravitationsfält. Dessa insikter kommer att bli
särskilt viktiga för att identifiera den okända tillståndsekvationen utifrån framtida
astronomiska observationer och upptäckter av gravitationsvågor uppkomna från
sammanslagning av stjärnor.
Bild vikipedia på en modell av vad man vet om neutronstjärnor
