Neutronstjärnor innehåller universums starkaste ämne

Fysiker har beräknat att ämnet under ytan på ­neutronstjärnor är tio miljarder gånger starkare än stål.

Fysiker har beräknat att ämnet under ytan på ­neutronstjärnor är tio miljarder gånger starkare än stål.

Neutronstjärnor uppstår när en stjärna får slut på bränsle och kollapsar under sin egen tyngd.

Den våldsamma gravitationen trycker samman materian på ett så extremt sätt att atomer inte längre kan existera. I stället består en neutronstjärna av sammanpressade kärnpartiklar. Fysiker vid McGill University i Kanada har räknat på hur materian uppför sig i neutronstjärnans skorpa.

Beräkningarna visar att krafter mellan neutroner och protoner organiserar de båda slagen av kärnpartiklar i strukturer som liknar olika typer av pasta – exempelvis spaghetti, lasagne och gnocchi – och forskarna kallar därför materietillståndet för nukleär pasta.

Kärnpartiklar pressas ihop till pasta

Fysikernas datormodell visar att det på cirka en kilometers djup under neutronstjärnans yta finns ett 100 meter tjockt skikt av kärnpartiklar som bildar en extremt stark struktur. Den liknar olika pastatyper och därför kallar forskarna skiktet för "nukleär pasta".

© claus lunau & Matthew Caplan/Mcgill Space Institute & shutterstock

Innerst

“Nukleär lasagne”
Här är gravitationen så stor att det bildas plattor av kärnpartiklar.

© claus lunau & Matthew Caplan/Mcgill Space Institute & shutterstock

Mitten

“Nukleär spaghetti”
Här är gravitationen stor nog för att av kärnpartiklar skapa långa buntar som liknar spaghetti.

© claus lunau & Matthew Caplan/Mcgill Space Institute & shutterstock

Ytterst

“Nukleär gnocchi”
Här är gravitationen stor nog för att av kärnpartiklar skapa stora klumpar som liknar gnocchi.

Datorsimuleringar visar att den nukleära pastan är minst tio miljarder gånger så stark som stål och forskarna tror att materialet är det starkaste i universum. Pastaskiktet är cirka 100 meter tjockt och väger lika mycket som 3 330 jordklot i en neutron-stjärna med en diameter på 24 kilometer.

Kolossalt tunga mikroberg bryter stjärnytan

Neutronstjärnan består av kärnpartiklar. I de djupare lagren har materian en mjukare struktur än i de övre lagren. Styrkan i den nukleära pastan är så stor att forskarna anser att den kan understödja små “berg” på neutronstjärnans yta.

De är kanske bara tio centimeter höga, men det räcker för att vi ska kunna mäta dem.

Ett berg med tio ­centimeters höjd väger flera hundra gånger så mycket som Mount Everest.

Materialet i de små bergen är så tungt och neutronstjärnan roterar så snabbt runt sig själv att de små utväxterna skapar gravitationsvågor som vi kan registrera på jorden.

Uppbyggnaden av materian inne i neutronstjärnor kan hjälpa astronomerna att förstå de fenomen som de kan observera från de små, täta och tunga objekten, exempelvis starka pulser av radiostrålning och mycket kraftiga magnetfält.