NASA’nın Chandra X-ray Gözlemevi, bir nötron yıldızının çekirdeğinde, aşırı akışkan, tuhaf, sürtünmesiz bir madde durumu için ilk doğrudan kanıtı keşfetti.
Bugün yayınlanan yukarıdaki görüntü, Chandra'dan (kırmızı, yeşil ve mavi) X-ışınlarını ve bir süpernovada patlayan büyük bir yıldızın kalıntıları olan Cassiopeia A'nın Hubble'dan (altın) optik verileri göstermektedir. Aşırı akışkan kanıtı, geride kalan yıldızın, nötron yıldızı olarak adlandırılan yoğun çekirdeğinde bulundu. Sanatçının iç kısımdaki illüstrasyonu, yoğunluğun turuncu kabuktan kırmızı çekirdeğe ve son olarak da aşırı akışkanın bulunduğu bölge olan iç kırmızı baloya yükseldiği nötron yıldızının iç kısmının bir kesimini göstermektedir.
Dünya üzerindeki laboratuvarlarda oluşturulan süper akışkanlar, yukarı tırmanma ve hava geçirmez kaplardan kaçma yeteneği gibi olağanüstü özellikler sergiler. Yüklü parçacıklardan yapıldıklarında, süper akışkanlar da süperiletkenlerdir ve elektrik akımının direnç olmadan akmasına izin verirler. Dünya üzerindeki bu tür malzemeler, manyetik rezonans görüntüleme [MRI] için kullanılan süper iletken mıknatısların üretilmesi gibi yaygın teknolojik uygulamalara sahiptir.
İki bağımsız araştırma ekibi, bir nötron yıldızının iç kısmının aşırı akışkan ve süper iletken madde içerdiğini göstermek için Chandra verilerini kullandılar; bu, bilinen en yüksek yoğunluklarda madde içindeki nükleer etkileşimleri anlamak için önemli çıkarımlarla sonuçlanmaktadır. Ekipler araştırmalarını dergilerde ayrı ayrı yayınlar Kraliyet Astronomi Derneği Mektuplarının Aylık Bildirimleri ve Fiziksel İnceleme Mektupları.
Cas A (RA 23h 23m 26.7s | Ara + 58 ° 49 ′ 03.00) yaklaşık 11.000 ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır. Yıldızı yaklaşık 330 yıl önce Dünya'nın zaman diliminde patladı. Nötron yıldızının bir dizi Chandra gözlemi, şimdi kompakt nesnenin on yıllık bir süre boyunca yaklaşık yüzde 4 oranında soğuduğunu göstermektedir.
İki takımdan birinin lideri Meksika'daki Ulusal Otonom Üniversitesi'nden Dany Page, “Bu kulağa, kulağa küçük gelse de, gerçekten dramatik ve şaşırtıcı geldi” dedi. “Bu demek oluyor ki bu nötron yıldızı içinde olağandışı bir şey oluyor.”
Nötron yıldızları, doğrudan gözlemlenebilir olan en yoğun bilinen maddeyi içerir; bir çay kaşığı nötron yıldızı malzemesi altı milyar ton ağırlığındadır. Yıldızın çekirdeğindeki basınç o kadar yüksektir ki yüklü parçacıkların, elektronların ve protonların çoğu birleşir - çoğunlukla nötronlardan oluşan bir yıldızla sonuçlanır.
Yeni sonuçlar, yıldızın çekirdeğinde kalan protonların aşırı sıvı halde olduğunu ve bir yük taşıdıkları için aynı zamanda bir süper iletken oluşturduğunu kuvvetle göstermektedir.
Her iki takım da Cas A'daki hızlı soğutmanın, Dünya'dan görüldüğü gibi yaklaşık 100 yıl içinde nötron yıldızının çekirdeğinde bir nötron süper akışkanının oluşumu ile açıklandığını gösteriyor. Hızlı soğutmanın birkaç on yıl boyunca devam etmesi bekleniyor ve ardından yavaşlaması gerekiyor.
Ohio Üniversitesi'nden sayfa yazarı Madappa Prakash, “Cas A'nın Evren'den bir hediye olabileceği ortaya çıkıyor çünkü tam zamanında doğru zamanda çok genç bir nötron yıldızı yakalamak zorundayız” dedi. “Bazen küçük bir servet bilimde uzun bir yol kat edebilir.”
Dünyadaki malzemelerdeki aşırı akışkanlığın başlangıcı, mutlak sıfıra yakın son derece düşük sıcaklıklarda ortaya çıkar, ancak nötron yıldızlarında, milyar santigrat dereceye yakın sıcaklıklarda ortaya çıkabilir. Şimdiye kadar bu kritik sıcaklık tahminlerinde çok büyük bir belirsizlik vardı. Bu yeni araştırma kritik sıcaklığı yarım milyar ila bir milyar derecenin biraz arasında sınırlandırmaktadır.
Cas A, araştırmacıların atom altı parçacıkları bağlayan güçlü nükleer kuvvetin ultra yoğun maddede nasıl davrandıklarını test etmelerine izin verecek. Bu sonuçlar aynı zamanda nötron yıldızlarında “aksaklıklar”, nötron yıldızının önlenmesi ve titreşimi, manyetar patlamaları ve nötron yıldızı manyetik alanlarının gelişimi gibi bir dizi davranışı anlamak için de önemlidir.
Kaynaklar: Kraliyet Astronomi Derneği ve Harvard'dan basın açıklamaları. NASA’nın Chandra sayfasında ek multimedyaya bakın ve MNRAS ve Phys. Rev. Mektupları.
