پاستای هسته‌ای- سخت‌ترین ماده کیهان
دستور پخت "پاستای هسته‌ای" در سه مرحله:
۱) یک ستاره‌ی بزرگ و رو به مرگ را آنقدر بجوشانید تا تبدیل به ابرنواختر شده و منفجر شود (این شاید یک میلیارد سالی زمان ببرد، پس حوصله داشته باشید).
۲) هر چه پروتون و الکترون درون هسته‌ی چروکیده‌ی ستاره مانده را آنقدر به شدت به هم بزنید تا با هم ادغام شده و سوپی فراچگال از نوترون بسازند. تا جایی که نیاز است گرانش هم به آن بیافزایید.
۳) این خمیر نوترونی را به هم فشار دهید تا به کُره‌ای هوابندی شده به اندازه‌ی شهر تورنتو تبدیل شود. آن را با یک پوسته‌ی بلوری بپوشانید و تا ۶۰۰ هزار درجه‌ی سانتیگراد به آن گرما بدهید.
و تمام! شما یکی از شگرف‌ترین معجون‌های کیهان را درست کرده‌اید- پاستای هسته‌ای.
 |
اخترفیزیکدانان چندین سالست که احتمال وجود یک چنین آمیزه‌ی پاستا-مانندی از مواد درون ستارگان نوترونی می‌دهند- ستارگانی به نسبت کوچک و بی‌اندازه چگال که در پی رمبش ستارگان بزرگ زیر فشار گرانش خودشان پدید می‌آیند.
نیروهای رقیب میان پروتون‌ها و نوترون‌ها در ستارگان نوترونی باعث می‌شود تا این ماده شکل‌های شگفت‌انگیزی پیدا کند، پیکره‌هایی مانند استوانه‌های دراز یا ورقه‌های تخت که به طور معمول "ماکارونی" و "لازانیا" خوانده می‌شوند- دلیل نام "پاستای هسته‌ای" هم همین است.
درست مانند پاستایی که ما درست کرده‌ایم، پاستای هسته‌ای هم ته‌مانده‌های بسیاری به جا می‌گذارند (شاید واقعا تنها ماده‌ای که بتواند از یک انفجار ابرنواختری جان به در ببرد). ولی بر خلاف نودل‌های زمینی، پاستای هسته‌ای می‌تواند سخت‌ترین و محکم‌ترین ماده در کیهان باشد.
در پژوهش تازه‌ای که گزارش آن در نشریه‌ی فیزیکال ریویو لترز منتشر شده، گروهی از پژوهشگران آمریکایی و کانادایی برای آزمایش سختی پاستای هسته‌ای، یک رشته شبیه‌سازی رایانه‌ای انجام دادند. این شبیه‌سازی‌ها بر پایه‌ی همه‌ی آن چیزی بود که درباره‌ی شرایطی که ستارگان نوترونی در آن پدید می‌آیند می‌دانیم. این دانشمندان تعیین کردند که نیروی موردنیاز برای شکستن یک ورق از پاستای هسته‌ای تقریبا ۱۰ میلیارد برابر نیروییست که برای شکستن فولاد نیازست.
در پژوهشنامه‌ی این گروه آمده: «از این نظر پاستای هسته‌ای می‌تواند سخت‌ترین ماده در کیهانی که می‌شناسیم باشد.»
بیشتر سختی و سفتی پاستای هسته‌ای به احتمال بسیار زیر سر چگالی آنست. گمان می‌رود پاستای نوترونی تنها درون ستارگان نوترونی وجود دارد که از رمبش ستارگان بزرگ (دستکم هشت برابر جرم خورشید) زیر فشار گرانش خودشان پدید می‌آیند. بنابراین ستارگان نوترونی جرمی هم‌ارز خورشید (یا بیشتر) را در کره‌ای به قطر حدود ۲۰ کیلومتر جا داده‌اند. برای به ذهن آوردن چگالی باورنکردنی آن، جرمی هم‌ارز ۱.۳ میلیون زمین را در کره‌ای تنها به پهنای یکی از شهرهای آمریکا تصور کنید.
 |
| برداشت هنری از پاستای هسته‌ای درون ستارگان نوترونی |
در چنین شرایطی، همه‌ی چیزهای درون ستاره‌ی نوترونی بسیار بسیار سنگین‌تر از هر جای دیگری از کیهان خواهند بود. بر پایه‌ی یکی از گزارش‌های ناسا در سال ۲۰۰۷، مکعبی به اندازه‌ی یک حبه قند از ماده‌ی ستاره‌ی نوترونی وزنی بیش از ۱ میلیارد تن خواهد داشت- تقریبا به اندازه‌ی وزن کوه اورست.
و بر پایه‌ی این پژوهش تازه، پاستای هسته‌ای می‌تواند به اندازه‌ای سخت و محکم و به اندازه‌ای چگال و فشرده شود که حتی بتواند با لایه‌هایش "کوه‌هایی" کوچک بسازد که در برخی از ستارگان نوترونی، پوسته‌ی ستاره را در جاهایی از آن بالا ببرند. با چرخش این ستارگان (که می‌تواند بی‌اندازه سریع باشد)، این برجستگی‌ها از دید نظری می‌توانند در بافت فضازمان پیرامون ستاره موج بیندازند- چیزی که به نام موج گرانشی شناخته می‌شود.
سال پیش امواج گرانشی ناشی از برخورد دو ستاره‌ی نوترونی به یکدیگر دیده شد، ولی این که پاستای هسته‌ای هم ارتباطی به آن دارد یا نه نیازمند بررسی‌های بسیار بیشتر است. دستکم بیایید امیدوار باشیم که این پژوهش تازه بسیاری از دوستداران فضا را تشنه‌ی پاسخ کرده باشد.
--------------------------------------------
درهمین زمینه خوانده بودید:
--------------------------------------------
تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:
واژه‌نامه:
nuclear pasta - star - supernova - proton - electron - core - neutron - Toronto - lasagna - spaghetti - Physical Review Letters - United States - Canada - steel - Earth - sun - NASA - Mount Everest - gravitational wave -
منبع: Space.com
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان
0 دیدگاه شما:
ارسال یک نظر