Neutronová hvězda Cassiopeia A chladne a ve svém nitru vytváří exotickou supratekutou hmotu

09. 02. 2012

Neutronové hvězdy Hvězdy Supravodivost Supernovy

Cassiopeia A je neutronové hvězda, která vznikla při explozi supernovy před asi 3 stoletími (při pozorování ze Země), je tedy relativně mladá a ve vzdálenosti asi 11 tisíc světelných let je prakticky za humny. Není tedy překvapením, že astronomy nesmírně zajímá a je pro ně velmi lákavým cílem. Při pozorování neutronové hvězdy vesmírnou rentgenovou observatoří Chandra zjistili, že teplota hvězdy výrazně poklesla a připisují tento fakt tvorbě exotického druhu ultrahustého materiálu, který vykazuje známky supratekutosti.

Cassiopeia A, rentgenový snímek

pozůstatky z exploze supernovy Cassiopeia A zachycené vesmírnou observatoří NASA Chandra. Ve středu oblaku materiálu vyvrhnutého při hvězdné explozi se nachází neutronová hvězda.

Image credit: NASA/CXC/SAO/D.Patnaude et al.

Neutronové hvězdy jsou složeny z nejhustějšího pozorovatelného materiálu. Při extrémních podmínkách, které v malém zbytku původní hvězdy přetrvávají, se zcela mění podstata hmoty jak ji známe a vzniká tzv. neutronový generovaný plyn, ve kterém se nachází pouze neutrony, částice vznikající při obrovském tlaku sloučením protonu a elektronu.

Nezávisle na sobě hned dva vědecké týmy přišly se zjištěním, že teplota Cassiopeia A poklesla za posledních 10 let o 4 procenta. "To znamená, že se v jádru této neutronové hvězdy děje něco neobvyklého" řekl Dany Page z Autonomous University in Mexiko. "Rychlé ochlazování, které teleskop Chandra pozoruje, je prvním evidencí pro existenci supratekutých a supravodivých materiálů v neutronových hvězdách" řekl Peter Shternin Ioffe Institute, jehož tým prezentuje své výsledky v magazínu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Oba týmy ukazují, že neutronová hvězda Cassiopeia A vykazuje posledních sto let relativně rychlé ochlazování, které vysvětlují právě vznikem supratekuté hmoty. Snižování teploty se očekává ještě několik následujících dekád, poté by mělo zvolnit.

Supratekutý materiál dokážou vědci vyrobit i na Zemi v laboratorních podmínkách, vyžadují k tomu ale extrémně nízké teploty, naopak v neutronových hvězdách by měla tato hmota vznikat při teplotách blížícím se až miliardě stupňů. Supratekutá hmota vykazuje exotické vlastnosti, dokáže šplhat směrem nahoru, nebo pronikat skrz vzduchotěsné materiály, může také vykazovat vlastnosti supravodičů.

Studiem neutronových hvězd chtějí vědci porozumět chování hmoty v extrémních podmínkách, díky čemuž lépe porozumí zejména silné interakci, která existuje pouze v subatomárním světě. Kromě toho je Cassiopeia A (Cas A) darem z nebes pro astronomy, kteří tak mohou pozorovat vývoj blízké neutronové hvězdy krátce po jejím zrodu.