Neutronstjärnor är döende stjärnor som till synes är "utanför listorna" i nästan alla kategorier. De roterar också mycket snabbt, cirka 700 gånger per sekund. Och enligt en ny studie har neutronstjärnor en annan nästan superhjälta-liknande kvalitet: yttre ytan på dessa kollapsade stjärnor är troligen 10 miljarder gånger starkare än stål eller någon annan av jordens starkaste legeringar.
Neutronstjärnor är massiva stjärnor som uppvisar extrem tyngdkraft. De har kollapsat inåt när deras kärnor upphörde med kärnfusion och energiproduktion. Det enda tätare är svarta hål.
Forskare vill förstå strukturen hos neutronstjärnor, delvis, eftersom ojämnheter i ytan, eller berg, i jordskorpan kan utstråla gravitationsvågor och i sin tur kan skapa krusningar i rymden. Att förstå hur högt ett berg kan bli innan kollapsar från neutronstjärns tyngdkraft, eller uppskattning av jordskorpans brytande påfrestning, har också konsekvenser för att bättre förstå stjärnbävningar eller magnetiska jätteljus.
Charles Horowitz, professor vid Indiana University genomförde flera storskaliga molekylära dynamik datorsimuleringar och bestämde skorpan av neutronstjärnor är extremt stark.
"Vi modellerade en liten region av neutronstjärnkorpan genom att följa de enskilda rörelserna med upp till 12 miljoner partiklar," sade Horowitz om arbetet som genomförts genom IU: s kärnkraftscentrum vid kontoret för vice provost för forskning. "Vi beräknade sedan hur jordskorpan deformeras och så småningom bryts under den extrema vikten av ett neutronstjärnberg."
Simuleringarna utfördes på ett stort datorkluster vid Los Alamos National Laboratory och byggde på mindre versioner skapade på datorhårdvara för molekylär dynamik med speciella ändamål vid IU, och simuleringarna identifierade en neutronstjärnskorpa som långt överträffade styrkan hos allt känt material på jorden.
Skorpan kan vara så stark att den skulle kunna framkalla gravitationsvågor som inte bara kunde begränsa rotationsperioderna för vissa stjärnor, utan som också kunde upptäckas med högupplösta teleskop som kallas interferometrar, den modellering som hittades.
"Den största möjliga storleken på dessa berg beror på den nedbrytande belastningen av neutronstjärnkorpan," sa Horowitz. "Den stora brytande påfrestningen som vi hittar borde stödja berg på snabbt roterande neutronstjärnor som är tillräckligt stora för att effektivt stråla gravitationsvågor."
På grund av det intensiva tryck som finns på neutronstjärnor, är strukturella brister och föroreningar som försvagar saker som stenar och stål mindre benägna att anstränga kristallerna som bildas under nukleosyntesen som uppstår för att bilda neutronstjärnkorpan. Pressas samman av gravitationskraften kan skorpan tåla en brytande töjning 10 miljarder gånger trycket det skulle ta för att knäppa stål.
Forskningen visas fredag (8 maj) i Physical Review Letters.
Se en onlineversion av Horowitzs forskningsdokument, "Den brytande belastningen av neutronstjärnkorpan och gravitationsvågorna."
Källa: EurekAlert
