Neutronové hvězdy jsou oharky, které zbyly z explozí velikých hvězd. Výbuch supernovy je velice extrémní záležitostí, která o sobě dává vědět na miliardy světelných let daleko. Vlastně ani není zvláštní, že nesmírně extrémní jsou i neutronové hvězdy. Co od nich čekat jiného?
Kredit: Umea Universty.
Běžná neutronová hvězda je na vesmírné poměry naprosto nepatrná. Mívají v průměru kolem 20 kilometrů. Zároveň mají ale šokující hmotnost, váží totiž víc, než naše Slunce. Nevyhnutelný důsledkem je pak takřka neslušně hustá hmota neutronové hvězdy, která se vůbec nedá srovnat s běžnou hmotou, povalující se kolem nás ve vesmíru. Pro vědce jsou neutronové hvězdy nesmírně lákavé a stále ještě skrývají mnohá tajemství. Zřejmě jsou zdrojem některých gama záblesků a také by mohly vytvářet zachytitelné gravitační vlny. Významnou roli v tom pravděpodobně hraje povrchová vrstva, čili kůra neutronové hvězdy, která má sice mocnost cca 1-2 kilometry, ale mohla by se stát klíčem k pozorovanému chování těchto pozoruhodných objektů.
Kredit: Niels Bohr Institutet.
Vědci mají obvykle za to, že kůru neutronové hvězdy tvoří guláš protonů a neutronů, přičemž by neutrony měly volně protékat kůrou, tak trochu jako písek mezi prsty a neměly by mít prakticky žádný vliv na chování kůry neutronové hvězdy jako celku. Pánové Dmitry Kobyakov ze švédské Univerzity v Umea a Christopher Pethick z Institutu Nielse Bohra Kodaňské univerzity si ale myslí, že by v takovém případě kůra neutronové hvězdy naopak byla kvůli neutronům dost nestabilní. Podle nich chování neutronů v kůře neutronových hvězd připomíná situaci, kterou na Zemi známe ve slitinách kovů, v nichž se vyskytuje řada různých strukturních uspořádání, vždy s poněkud rozdílnými znalostmi.
Kobyakov s Pethickem navrhují, že by právě rozličná uspořádání kůry měla být zodpovědná za pozorované extrémní chování neutronových hvězd, jako jsou gama záblesky. Podle této představy by záblesky mohly odpalovat otřesy kůry neutronové hvězdy, které vznikají podobně, jako když určité slitiny kovů dosáhnou hraničního napětí. Struktura kůry neutronových hvězd by prý mohla vysvětlit i glitche, tedy jevy, při nichž se neutronová hvězda zčistajasna roztočí rychleji, a také růst terénních nerovností, které snad zodpovídají za tvorbu gravitačních vln.
Bizarní prostřední neutronových hvězd pro OSLA komentuje Martin Urbanec z Ústavu fyziky Filozoficko-přírodovědecké fakulty Slezské univerzity v Opavě.
“Kůra neutronových hvězd je zkoumána již poměrně dlouho, i když v posledních letech se vědci zabývali spíše takzvanou vnitřní kůrou, která hraje důležitou roli při vysvětlováni tzv. glitchů, jevů pozorovaných u některých pulsarů. Výzkum byl zaměřen především na možné projevy supratekutosti ve vnitřní kůře neutronových hvězd a jejich vazby právě na zmíněné glitche. Vlastnosti vnější kury jsou důležité především proto, že ovlivňuje zářeni, které k nám z neutronových hvězd přichází a elastické vlastnosti kůry ovlivňují jak vysoké “hory” mohou vznikat na povrchu neutronových hvězd, což by mohlo mít vliv na rychlost zpomalování rotace pulsaru.
Obecně se dá říct, že vlastnosti hmoty v neutronových hvězdách jsou velmi důležité. Pod vnitřní kůrou se nachází jádro a chování hmoty v jádře je důležité pro hmotnosti neutronových hvězd, konkrétně pro maximální hmotnost jakou může neutronová hvězda mít pokud předpokládáme, že hmotu v jádře popisuje daná teorie. Pozorování hmotných neutronových hvězd omezuje prostor možných teorii. V posledních letech proto byla většina výzkumu hmoty neutronových hvězd zaměřená právě na jádra těchto objektů, zatímco povrchovým vrstvám byla věnována spíše okrajová pozornost. Uvidíme, zda nova teorie přispěje k pochopeni některých jevu, které v souvislosti s neutronovými hvězdami pozorujeme. ”
Literatura
PhysOrg 27. 3. 2014, Physical Review Letters 112: 112505, Wikipedia (Neutron star, Glitch/ Astronomy)