النجوم النيوترونية هي نجوم تحتضر تبدو وكأنها "خارج المخططات" في كل فئة تقريبًا. كما أنها تدور بسرعة تتجاوز حوالي 700 مرة في الثانية. ووفقًا لدراسة جديدة ، فإن للنجوم النيوترونية بطل آخر يشبه البطل الخارق تقريبًا: من المرجح أن يكون السطح الخارجي لهذه النجوم المنهارة أقوى بعشرة مليارات مرة من الفولاذ أو أي سبائك أخرى من أقوى سبائك الأرض.
النجوم النيوترونية هي نجوم ضخمة تظهر جاذبية قصوى. لقد انهاروا إلى الداخل بمجرد توقف نوىهم عن الاندماج النووي وإنتاج الطاقة. الأشياء الوحيدة الأكثر كثافة هي الثقوب السوداء.
يريد العلماء فهم بنية النجوم النيوترونية ، جزئيًا ، لأن المخالفات السطحية ، أو الجبال ، في القشرة يمكن أن تشع موجات الجاذبية وبالتالي قد تخلق تموجات في الزمكان. إن فهم مدى ارتفاع الجبل قبل الانهيار من جاذبية النجم النيوتروني ، أو تقدير سلالة كسر القشرة ، له أيضًا آثار على فهم الزلازل النجمية أو التوهجات العملاقة المغناطيسية بشكل أفضل.
أجرى تشارلز هورويتز ، الأستاذ في جامعة إنديانا ، العديد من المحاكاة الحاسوبية واسعة النطاق للديناميكيات الجزيئية وحدد قشرة النجوم النيوترونية قوية للغاية.
قال هورويتز عن العمل الذي تم من خلال مركز النظرية النووية في IU في مكتب نائب وكيل الجامعة للأبحاث: "لقد قمنا بتصميم نموذج لمنطقة صغيرة من قشرة النجوم النيوترونية باتباع الحركات الفردية لما يصل إلى 12 مليون جسيم". ثم حسبنا كيف تشوه القشرة وتكسر في نهاية المطاف تحت وطأة جبل نجم نيوتروني.
تم إجراء المحاكاة ، التي تم إجراؤها على مجموعة كمبيوتر كبيرة في مختبر لوس ألاموس الوطني وبناء على إصدارات أصغر تم إنشاؤها على أجهزة كمبيوتر ديناميكية جزيئية لأغراض خاصة في IU ، حددت قشرة نجم نيوترونية تجاوزت بكثير قوة أي مادة معروفة على الأرض.
وجدت النمذجة أن القشرة يمكن أن تكون قوية بحيث تكون قادرة على استخلاص موجات الجاذبية التي لا يمكن أن تحد فقط من فترات الدوران لبعض النجوم ، ولكن يمكن أيضًا اكتشافها بواسطة مقاريب عالية الدقة تسمى مقاييس التداخل.
قال هورويتز "إن أقصى حجم ممكن لهذه الجبال يعتمد على سلالة كسر قشرة النجوم النيوترونية". "السلالة الكبيرة التي نجدها يجب أن تدعم الجبال على النجوم النيوترونية سريعة الدوران الكبيرة بما يكفي لإشعاع موجات الجاذبية بكفاءة".
بسبب الضغط الشديد الموجود على النجوم النيوترونية ، فإن العيوب الهيكلية والشوائب التي تضعف أشياء مثل الصخور والصلب تقل احتمالية إجهاد البلورات التي تتشكل أثناء عملية البناء النووي التي تحدث لتشكيل قشرة النجوم النيوترونية. يمكن للقشرة ، التي يتم ضغطها معًا بواسطة قوة الجاذبية ، أن تتحمل سلالة الانهيار 10 مليار مرة من الضغط الذي ستستغرقه لكسر الفولاذ.
سيظهر البحث يوم الجمعة (8 مايو) في رسائل المراجعة البدنية.
انظر نسخة على الإنترنت من ورقة بحث هورويتز ، "سلالة كسر قشرة النجوم النيوترونية وموجات الجاذبية".
المصدر: EurekAlert
