اكتشف العلماء أقوى المواد المعروفة في الكون

تعتبر النجوم النيوترونية من أكثر الأجسام كثافة في الكون، حيث تتحلل المادة العادية وتتحول إلى الحالات الأكثر غرابة التي قمنا بتنظيرها. التفاصيل الفعلية لم يتم تأكيدها بعد، بسبب التشابه في الشكل، بدأ الباحثون يشيرون إلى هذه الحالات باسم المعكرونة النووية. ووفقًا لبحث جديد، من المحتمل أن تكون أقوة مادة في الكون.

باستخدام المحاكاة لدراسة الخصائص المرنة لقشور النجوم النيوترونية، تمكن الباحثون من استنتاج أن المادة الموجودة داخلها أقوة من الفولاذ الصلب بـ10 مليار مليار مرة. إن النجوم النيوترونية، بعد كل شيء، هي 100 تريليون مرة أكثر كثافة من أي مادة هنا على الأرض. يتم نشر النتائج في رسائل المراجعة المادية.

تتطلب المحاكاة 2 مليون ساعة من وقت المعالج، والتي أجريت باستخدام الحاسوب العملاق. على جهاز كمبيوتر محمول عادي، ستستمر عمليات المحاكاة لمدة 250 عامًا.

وقال المؤلف الرئيسي ماثيو كابلان من جامعة ماكجيل: “نتائجنا قيّمة بالنسبة إلى علماء الفلك الذين يدرسون النجوم النيوترونية. رصدنا الطبقة الخارجية، لذا نحتاج إلى فهم ذلك من أجل تفسير الملاحظات الفلكية لهذه النجوم”. تصريح “إن قوة قشرة النجوم النيوترونية، وخاصة قاع القشرة، هي ذات صلة بعدد كبير من مشاكل الفيزياء الفلكية، ولكنها ليست مفهومة جيداً”.

يعتقد أن قشرة النجوم النيوترونية صلبة، في حين يوصف الداخل على أنه مماثل للبلورات السائلة. فالقوى بين البروتونات والنيوترونات تنظم المادة المنحلة إلى أشكال دائرية، رقيقة وطويلة (معكرونية)، أو في صفائح (من الواضح أنها اللازانيا). من المتوقع أن تكون طبقة المعكرونة في القشرة حوالي 100 متر (330 قدم) في العمق وتزن حوالي 1٪ من كتلة الشمس (أو ما يقرب من 3330 من الأرض). هذا وعاء واحد من المكرونة.

النجوم النيوترونية، بشكل عام، صغيرة بشكل استثنائي، مع نصف قطر متوسط يبلغ 12 كيلومتر (7.5 ميل) وكتلة 1.4 مرة بكتلة الشمس. إن الانهيار الذي يسبق المستعر الأعظم هو طاقة حيوية بحيث يمكن للنجم النيوتروني أن يضغط هذا الكم من الكتلة إلى حجم صغير.

وأضاف كابلان: “هناك الكثير من الفيزياء المثيرة للاهتمام التي تحدث هنا في ظل الظروف القاسية، ولذا فإن فهم الخصائص الفيزيائية للنجم النيوتروني هو طريقة للعلماء لاختبار نظرياتهم ونماذجهم”، وأضاف: “مع هذه النتيجة، يجب إعادة النظر في العديد من المشاكل كم يبلغ حجم الجبل الذي يمكن أن تبنيه على نجم نيوتروني قبل أن تنفجر القشرة وينهار؟ ما هو شكله؟ والأهم من ذلك، كيف يستطيع علماء الفلك رصده؟

تم اكتشاف موجات الجاذبية من اصطدامات النجم النيوتروني في العام الماضي للمرة الأولى. يمكن أن تساعدنا الأبحاث المماثلة في فهم تفاصيل ما يتم ملاحظته بشكل أفضل.

المصادر: 1