Nuclear Pasta er universets super-makaroni

"Nuclear pasta" kan lyde som en fancy sammensætning tilberedt af en molekylær gastronomikok, men det er faktisk lysår væk (bogstaveligt talt) fra spaghettien, du finder i køkkenet. Denne mærkelige slags nudler æltes under skorpen af ​​neutronstjerner og, i en ny undersøgelse, en kraftig computersimulering har taget et knivstik ved at manipulere denne stjernenudel for at finde ud af, at det er det stærkeste materiale i kosmos.

Så hvordan blev denne nukleare pasta universets supermakaroner? Godt, det er fordi det er skabt inde i neutronstjerner, der fungerer som ekstreme trykkogere.

Neutronstjerner er stjernernes lig af massive stjerner, der er løbet tør for brændstof og eksploderet som supernovaer. Disse bittesmå snurrende objekter er kun et dusin kilometer bredt og pakker alligevel ind i hele vores solmasse. De er så tætte, at kun en teskefuld neutronstjernemateriale vejer lige så meget som et bjerg på Jorden! Neutronstjerner er derfor ikke sammensat af "normalt" stof, men snarere degenereret stof - ekstremt kompakte neutroner, der knuses sammen under utroligt kraftige tyngdekræfter.

En neutronstjernes ekstreme tyngdekraft vil få de ydre lag til at fryse fast som en skorpe med en flydende kerne nedenunder. Under skorpen, kraftige kræfter roder mellem neutronerne og protonerne inde i neutronstjernens stof, får materialet til at tage nogle overraskende former, som lange cylindre og flade fly. Astrofysikere omtaler disse former som "lasagne, "" spaghetti "og" gnocchi, "og i fællesskab som nukleart pasta. At forstå, hvordan denne nukleare pasta fungerer, er en central bekymring for vores lasagne-elskende forskere.

"Styrken af ​​neutronstjerneskorpen, især bunden af ​​skorpen, er relevant for et stort antal astrofysiske problemer, men er ikke godt forstået, "sagde Matthew Caplan, en postdoktor ved McGill University, i en erklæring.

For at få en bedre forståelse af dette grimme rod, Caplan og hans team skabte den mest komplekse computersimulering, der nogensinde er udført på neutronstjerneskorber for at forstå, hvordan de skæver og knækker. Det viser sig, at kernepasta er så langt fra al dente, som man kan komme; det er det stærkeste kendte materiale i universet.

"Vores resultater er værdifulde for astronomer, der studerer neutronstjerner. Deres ydre lag er den del, vi faktisk observerer, så vi er nødt til at forstå, at for at fortolke astronomiske observationer af disse stjerner, "tilføjede Caplan.

Dette er især vigtigt, da fysikere nu kan måle gravitationsbølger:krusninger i rumtid forårsaget af massive kosmiske objekter som neutronstjerner og sorte huller, der snurrer, kolliderer og fusionerer. Neutronstjernernes skorpe er derfor meget vigtig for videnskaben at forstå. Faktisk, ensomme neutronstjerner kan producere deres egne svage gravitationsbølger ved at skabe stive "bjerge" i skorpen, ifølge forskning, der blev accepteret til offentliggørelse i august 2018 i tidsskriftet Physical Review Letters. Når neutronstjerner snurrer, disse bjerge ville forstyrre rumtiden som en propel, der skar gennem en rolig søoverflade, genererer en konstant kilde til gravitationsbølger, som vi muligvis kan detektere i fremtiden.

"Der foregår meget interessant fysik her under ekstreme forhold, og derfor er forståelse af de neutrale stjerners fysiske egenskaber en måde for forskere at teste deres teorier og modeller, "sagde Caplan." Med dette resultat, mange problemer skal revideres. Hvor stort et bjerg kan du bygge på en neutronstjerne, inden skorpen går i stykker, og den falder sammen? Hvordan vil det se ud? Og vigtigst af alt, hvordan kan astronomer observere det? "

Så, næste gang du koger din penne, tage et minut til at overveje bjergene med nukleart pasta, der kunne ravioli meget om neutronstjernernes natur.

Der er en veritabel menu værd at kernepasta, lige fra spaghetti og antispaghetti til lasagne, gnocchi og antignocchi. Der er også fejl og ... vafler.