Кредит за изображение: ESA
Малко след Големия взрив се вярва, че цялата материя във Вселената е разбита на най-малките й компоненти. Използвайки космическия телескоп XMM-Newton, екип от астрономи се опитват да изчислят „компактността“ на няколко неутронни звезди - за да видят дали те надхвърлят плътността на нормалната материя.
Част от секундата след Големия взрив цялата изначална супа от материя във Вселената беше „разбита“ на най-основните си съставки. Смятало се е, че е изчезнал завинаги. Учените обаче подозират, че екзотичната супа от разтворена материя все още може да се намери в днешната Вселена, в ядрото на някои много плътни обекти, наречени неутронни звезди.
С космическия телескоп на ESA XMM-Newton те вече са по-близо до тестването на тази идея. За първи път XMM-Newton успя да измери влиянието на гравитационното поле на неутронна звезда върху светлината, която излъчва. Това измерване осигурява много по-добра представа за тези обекти.
Нейтронните звезди са сред най-плътните обекти във Вселената. Те натъпкват масата на слънцето в една сфера на 10 километра напречно. Парче захарна куба с размер на неутронна звезда тежи над милиард тона. Нейтронните звезди са останките на експлодиращи звезди до осем пъти по-масивни от нашето Слънце. Те приключват живота си в експлозия на свръхнова и след това се сриват под собствената си гравитация. Следователно техният интериор може да съдържа много екзотична форма на материя.
Учените смятат, че в неутронната звезда плътността и температурите са подобни на съществуващите части от секундата след Големия взрив. Те приемат, че когато материята е плътно опакована, тъй като е в неутронна звезда, тя преминава през важни промени. Протони, електрони и неутрони? компонентите на атомите - се сливат заедно. Възможно е дори строителните блокове на протони и неутрони, така наречените кварки, да се раздробяват заедно, което поражда вид екзотична плазма на „разтворена“ материя.
Как да разберете? Учените са прекарали десетилетия в опити да идентифицират природата на материята в неутронните звезди. За да направят това, те трябва да знаят някои важни параметри много точно: ако знаете масата и радиусът на звездата или връзката между тях, можете да получите нейната компактност. Досега обаче никой инструмент не е достатъчно напреднал, за да извърши необходимите измервания. Благодарение на обсерваторията XMM-Нютон на ESA, астрономите успяха за първи път да измерят съотношението маса-радиус на неутронна звезда и да получат първите улики за нейния състав. Те предполагат, че неутронната звезда съдържа нормална, неекзотична материя, въпреки че те не са категорични. Авторите казват, че това е първа стъпка? и те ще продължат с търсенето.
Начинът, по който са получили това измерване, е първи в астрономическите наблюдения и се смята за огромно постижение. Методът се състои в определяне на компактността на неутронната звезда по непряк начин. Гравитационното дърпане на неутронна звезда е огромно - хиляди милиони пъти по-силно от Земята? Това прави светлинните частици, излъчвани от неутронната звезда, да губят енергия. Тази загуба на енергия се нарича гравитационна „червена промяна“. Измерването на това червено изместване чрез XMM-Newton показа силата на гравитационното дърпане и разкри компактността на звездата.
„Това е много прецизно измерване, което не бихме могли да направим без високата чувствителност на XMM-Newton и способността му да различава детайлите“, казва Фред Янсен, учен от проекта на XMM-Newton на ESA.
Според главния автор на откритието Жан Котхам от Центъра за космически полети на Годард от НАСА, „опитите за измерване на гравитационното червено изместване са направени веднага след като Айнщайн публикува Общата теория на относителността, но никой никога не е успял да измери измерването ефект в неутронна звезда, където е трябвало да бъде огромен. Това вече е потвърдено. “
Оригинален източник: ESA News Release
