ცხოვრება სულ არ ჰგავს შოკოლადის ყუთს, მაგრამ როგორც ჩანს, კოსმოსში რაღაც ასეთი ნამდვილად ხდება. სამყაროს ერთ-ერთ ყველაზე მკვრივ ობიექტებს — ნეიტრონულ ვარსკვლავებს, შეიძლება შოკოლადის მსგავსი სტრუქტურა ჰქონდეთ, ბლანტი ან მყარი შუაგულებით.
ჯერჯერობით უცნობია, ნაწილაკთა რა სახის კონფიგურაციისგან შედგება მათი ცენტრები, მაგრამ ახალმა თეორიული ნაშრომმა, რომელმაც ასეთი მოულოდნელი შედეგები დადო, შეიძლება კიდევ ერთი ნაბიჯით მიგვაახლოოს ამ მკვდარ ვარსკვლავთა შიგნეულობის დადგენასთან.
ნეიტრონული ვარსკვლავები ძლიერ საოცარი ობიექტებია. თუ შავ ხვრელებს მატერიის უზარმაზარი (თუ არა უსასრულო) კონცენტრაციის მქონე ობიექტებად ჩავთვლით, სამყაროს ყველაზე მკვრივ ობიექტთა შორის მეორე ადგილზე ნეიტრონული ვარსკვლავები იქნება. მას შემდეგ, რაც 8-დან 30-მდე მზის მასის მქონე ვარსკვლავი ბირთვში სინთეზისთვის საჭირო მატერიას ამოწურავს, აღარ გააჩნია სიცხის გარეთ მიმართული წნევა, რაც მის ბირთვს საკუთარი გრავიტაციის ქვეშ კოლაფსის საშუალებას აძლევს; ამ დროს, ვარსკვლავის გაზოვანი გარსი კოსმოსში გაიტყორცნება.
ასე ჩნდება ნეიტრონული ვარსკვლავი, რომელსაც მზეზე დაახლოებით 2,3-ჯერ მეტი მასა აქვს, მაგრამ მთელი ეს მასა თავს იყრის დაახლოებით 20 კმ სიგანის სფეროში. მეცნიერებს ძლიერ სურთ გაიგონ, რა ემართება მატერიას ასეთი წარმოუდგენელი წნევის ქვეშ.
ზოგიერთი კვლევის მიხედვით, ბირთვში მასა იქამდე გროვდება, ვიდრე პასტის მსგავსი რაღაც არ წარმოიქმნება. ზოგიც ვარაუდობს, რომ ამ ვარსკვლავთა წიაღში უფრო ღრმად, წნევა იმდენად ექსტრემალური ხდება, რომ ატომის ბირთვები საერთოდ წყვეტენ არსებობას და კვარკების მატერიის „სუპად“ კონდენსირდებიან.
ამჯერად, ფიზიკოს-თეორეტიკოსთა ჯგუფმა გერმანიის გოეთეს უნივერსიტეტის ფიზიკოსის, ლუჩანო რეცოლას ხელმძღვანელობით დაადგინეს, როგორ შეიძლება ნეიტრონული ვარსკვლავები ემსგავსებოდეს სხვადასხვა შიგთავსიან შოკოლადებს.
თეორიული ბირთვული ფიზიკისა და ასტროფიზიკური დაკვირვებების გაერთიანებით, ჯგუფმა შეიმუშავა მილიონზე მეტი „მდგომარეობის განტოლება“. ეს გახლავთ განტოლებები, რომლებიც აკავშირებს ნებისმიერი მოცემული სისტემის, ამ შემთხვევაში ნეიტრონული ვარსკვლავის წნევას, ტემპერატურას და მოცულობას.
მათი გამოყენებით, ჯგუფმა შექმნა ნეიტრონულ ვარსკვლავებში ბგერის სიჩქარის აღწერა, რომელიც მასშტაბზეა დაფუძნებული. ნებისმიერ მოცემულ ობიექტში, იქნება ეს ვარსკვლავი თუ პლანეტა, ბგერის სიჩქარეს, შეუძლია გამოავლინოს მისი წიაღის სტრუქტურა.
ზუსტად ისე, როგორც დედამიწაზე და მარსზე სეისმური ტალღები სხვადასხვა სიმკვრივის მასალაში სხვადასხვანაირად ვრცელდება და ცნობებს გვაწვდის იქ არსებული სტრუქტურებისა და შრეების შესახებ, ვარსკვლავებიდან წამოსულ აკუსტიკურ ტალღებსაც შეუძლია გვითხრას, რა ხდება მათ წიაღში.
როდესაც ჯგუფმა მათ მიერ შექმნილი მდგომარეობის განტოლებები ნეიტრონულ ვარსკვლავებში ბგერის სიჩქარის შესასწავლად გამოიყენა, აღმოჩნდა, რომ მათი სტრუქტურები ყველგან ერთნაირი არ არის. ამის ნაცვლად, მასის დიაპაზონში ყველაზე დაბლა არსებულ ნეიტრონული ვარსკვლავებს, დაახლოებით 1,7 მზის მასისებს, უფრო რბილი მანტია და მყარი ბირთვი ჰქონდა, 1,7 მზის მასაზე უფრო მძიმეებს კი მყარი მანტია და რბილი ბირთვი.
„ასეთი შედეგები ძლიერ საინტერესოა, რადგან იმის პირდაპირ გაზომვის საშუალებას გვთავაზობს, რამდენად ჩაპრესილი შეიძლება იყოს ნეიტრონულ ვარსკვლავთა შუაგულები“, — ამბობს რეცოლა.
მისი განცხადებით, ნეიტრონული ვარსკვლავები აშკარად შოკოლადის პრალინებივით იქცევიან: მსუბუქი ვარსკვლავები თხილის გულიან, რბილ შოკოლადში ამოვლებულ შოკოლადებს წააგავს, მძიმე ვარსკვლავები კი მყარ შრეებიან შოკოლადებს რბილი გულით.
როგორც ჩანს, ასეთი დასკვნა კარგად ემთხვევა ნეიტრონულ ვარსკვლავთა წიაღის როგორც ბირთვული პასტის, ისე კვარკების სუპის ინტერპრეტაციებს, მაგრამ ამავე დროს გვაწვდის ახალ ინფორმაციასაც, რომელიც შეიძლება, მომავალში სხვადასხვა მასის ნეიტრონულ ვარსკვლავთა მოდელირებაში დაგვეხმაროს.
ამან შეიძლება ასევე ახსნას, რატომ აქვს ყველა ნეიტრონულ ვარსკვლავს დაახლოებით ერთნაირი, თითქმის 20-კილომეტრიანი დიამეტრი, მიუხედავად მათი მასებისა.
„ჩვენი ვრცელი, ციფრული კვლევა გვთავაზობს ნეიტრონულ ვარსკვლავთა რადიუსისა და მაქსიმალური მასების შესახებ პროგნოზების გაკეთების საშუალებას; ასევე ადგენს ახალ ზღვრებს ორმაგ (ბინარულ) სისტემებში მათი დეფორმირებადობის შესახებ, ანუ რამდენად ძლიერ ამახინჯებენ ისინი ერთმანეთს საკუთარი გრავიტაციული ველებით“, — ამბობს გოეთეს უნივერსიტეტის ფიზიკოსი კრისტიან ეკერი.
მისივე განცხადებით, ეს ცნობები განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი გახდება მომავალ ასტრონომიულ დაკვირვებებში, უცნობი მდგომარეობის განტოლების დაზუსტებისა და ერთმანეთთან შეჯახებულ ვარსკვლავთა გრავიტაციული ტალღების დასაფიქსირებლად.
კვლევა The Astrophysical Journal Letters-ში ორ პუბლიკაციად გამოქვეყნდა, რომლებიც შეგიძლიათ იხილოთ აქ და აქ.
მომზადებულია eurekalert.org-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
