Schematische weergave van een neutronenster. De kernpasta bevindt zich aan de binnenkant van de korst, aan de grens met de buitenkern. © University of Alicante
Wetenschappers hebben mogelijk een nieuwe vorm van materie gevonden: het zogenaamde “kernpasta”. Deze zeldzame vorm van materie kan alleen bestaan in objecten met ultrahoge dichtheid, zoals neutronensterren. Hier worden atoomkernen zo dicht opeen gepakt, dat ze zichzelf gaan uitlijnen in pastavormen: sommige als platte “vellen” zoals lasagna, andere in slierten zoals spaghetti. Deze formaties zijn vermoedelijk verantwoordelijk voor de minimale rotatiesnelheid van dit soort sterren, zo blijkt uit een nieuwe studie.Deze nieuwe fase van materie is jaren geleden al voorgesteld, maar nog nooit experimenteel bevestigd. Nu heeft men bewijs gevonden voor kernpasta in de rotatiesnelheid van een speciale klasse van neutronensterren die pulsars genoemd worden. Pulsars stoten licht uit in de vorm van twee “bundels”, ongeveer zoal bij een vuurtoren. Naarmate de pulsar ronddraait, zal de bundel steeds buiten en binnen gezichtbereik draaien. Aan de hand hiervan kan de rotatiesnelheid van de pulsar gemeten worden.
© University of Alicante
Wetenschappers hebben vele pulsars waargenomen, maar geen enkele doet langer dan 12 seconden over één omwenteling. Waarom is dat? Kernpasta vormt een oplossing. De herschikking van atomen in pastavormen doet de elektrische weerstand van pulsars toenemen. Hierdoor verdwijnt het magnetisch veld van zo’n pulsar relatief snel. Normaal gesproken worden pulsars afgeremd door het uitstralen van elektromagnetische goven. Maar als de magnetische velden verzwakt worden door kernpasta, dan kunnen ze niet zo goed em-golven uitzenden. Het gevolg is dat de pulsars niet kunnen afremmen. Neutronensterren ontstaan wanneer massieve sterren ontploffen. Hierbij wordt de kern samengedrukt tot een klein object met een hoge dichtheid. Die dichtheid is zelfs zo hoog, dat normale atomen niet langer kunnen bestaan. In plaats daarvan worden protonen en elektronen samengeperst tot neutronen. Het resultaat is een neutronenster, dat voor negentig procent uit neutronen bestaat.In de korst van zo’n ster kunnen normale atoomkernen wel bestaan, maar ze zijn dusdanig samengeperst dat de nieuwe pastaformaties gevormd worden. Normaal gesproken vinden positief geladen atoomkernen het helemaal niet prettig om bij elkaar in de buurt te zijn. In een neutronenster worden atoomkernen dusdanig samengepakt, dat ze elkaar bijna aanraken. Een neutronenster is dan ook één grote atoomkern. Bron: SPACE.com.
Interessant verhaal, maar ik kan helaas de redenering niet volgen, omdat ik onvoldoende weet van neutronensterren. Wat is eigenlijk de drager van het magnetische veld van een n-ster? Vrije electronen zijn er immers niet. En zonder (vrije) electronen snap ik niet dat er sprake kan zijn van electrische weerstand. We kan ik me voorstellen dat het oppervlak een andere structuur heeft dan het binnenste, maar hoe dan ‘pasta’-achtige formaties kunnen ontstaan en welke (electrische) eigenschappen die dan hebben ontgaat me helemaal.
Ik ben helaas journalist en geen natuurkundige. Maar het in het artikel geschetste beeld is een simplificatie van de erg complexe werkelijkheid. Kijk hier maar eens naar:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9e/Neutron_star_cross_section.svg/500px-Neutron_star_cross_section.svg.png
Dank voor de link naar het bijzonder verhelderende artikel !
Geen dank! Als je het nog exacter (lees: ingewikkelder) wilt hebben:
http://www.astro.umd.edu/~miller/Images/NStarInt.jpeg
Nog eens dank 🙂 Mijn naïeve ( en nu opgegeven) idee van een neutronenster als een samengeperste bal neutronen is dus niet eens een benadering van de complexe werkelijkheid.(Voor zover bekend)
@ Hans Schreuder:
Ach er schuilt natuurlijk wel enige waarheid in het concept van een neutronenster als een bal neutronen. Neutronen maken wel het merendeel uit van het inwendige van de neutronenster, alleen in allerlei ingewikkelde, kwantummechanische vormen, zoals superneutronenvloeistof en quark-gluon plasma.
Taaie ko(r)st 🙂
Ha die Olaf, het is maar een klein detail, maar is het niet de máximale draaisnelheid die door pastavorming (mmmmmmm! stuur mij ernaar toe en ik zal ervoor zorgen dat er geen pasta overblijft; ik zal zelf ook wel tot een plak lasagna samengeperst worden, maar ja, je moet er wat voor over hebben!) wordt verklaard?
Ha schele schilder, ik heb het voor de zekerheid ff gecontroleerd voor je, maar het gaat toch echt om een minimale draaisnelheid 🙂
Hai Olaf, om er toch nog even op terug te komen (ik weet dat het niet erg belangrijk is tussen al die mooie patronen in de “taaie ko(r)st”): als geen enkel neutronensterretje langer dan 12 seconden over een omwenteling doet dan is dat toch het maximum. Het zou een minimum zin als er geen eentje kórter dan twaalf seconden over doet.
Ja maar jij hebt het over de rotatie-PERIODE, ik over de rotatie-SNELHEID 😉
Je hebt helemaal gelijk! Hoe groter de periode, des te kleiner de rotatiesnelheid. Er is een maximale periode (12(sec)), dus een minimale rotatiesnelheid. De rotatiesnelheid van pulsars met een periode van, zeg, enkele milliseconden per omwenteling is duizenden (+/-) malen sneller dan die van een pulsar wiens periode 12 seconden per omwenteling bedraagt. Mijn fout(je)!