NASA의 Chandra X-ray Observatory는 중성자 별의 핵심에서 초 유체, 기괴하고 마찰이없는 물질에 대한 최초의 직접적인 증거를 발견했습니다.
오늘 공개 된 위의 이미지는 초신성에서 폭발 한 거대한 별의 유골 인 카시오페이아 A의 허블 (골드)의 찬드라 (빨강, 녹색, 파랑)의 X- 선과 가시 광선 데이터를 보여줍니다. 초 유체에 대한 증거는 소위 중성자 별이라 불리는 별의 밀도가 높은 핵심에서 발견되었습니다. 삽입 된 작가의 그림은 중성자 별 내부의 컷 아웃을 보여줍니다. 여기서 밀도는 주황색 표면에서 적색 코어로, 마지막으로 초 유체가 존재하는 내부 적색 공으로 밀도가 증가합니다.
지구의 실험실에서 생성 된 초 유체는 위로 올라가서 밀폐 된 용기를 피하는 능력과 같은 놀라운 특성을 나타냅니다. 이들이 대전 입자로 만들어 질 때 초 유체는 초전도체이며 저항없이 전류가 흐르게한다. 지구상의 이러한 물질은 자기 공명 영상 (MRI)에 사용되는 초전도 자석을 생산하는 것과 같은 광범위한 기술 응용 분야를 가지고 있습니다.
두 개의 독립적 인 연구팀이 Chandra 데이터를 사용하여 중성자 별 내부에 초 유체와 초전도 물질이 포함되어 있음을 보여주었습니다. 팀은 자신의 연구를 저널에 별도로 게시 왕립 천문 학회 서한의 월별 통지 과 실제 검토 서한.
Cas A (RA 23 시간 23 분 26.7 초 | 12 월 + 58 ° 49 ′ 03.00)는 약 11,000 광년 떨어져 있습니다. 이 별은 약 330 년 전에 지구의 시간 프레임에서 폭발했습니다. 중성자 별에 대한 일련의 찬드라 관측 결과에 따르면 현재 소형 물체가 10 년 동안 약 4 % 냉각되었습니다.
두 팀 중 하나의 리더 인 멕시코 국립 자치 대학교의 Dany Page는“이 온도의 하락은 작게 들리지만 정말 극적이고 놀랍습니다. "이것은이 중성자 별 안에서 이상한 일이 일어나고 있음을 의미합니다."
중성자 별에는 직접 관찰 할 수있는 가장 밀도가 높은 알려진 물질이 포함되어 있습니다. 중성자 별 물질 1 티스푼의 무게는 60 억 톤입니다. 항성 핵의 압력은 너무 높아서 대부분의 하전 입자, 전자 및 양성자가 합쳐져서 대부분 중성자로 구성되어있다.
새로운 결과는 별의 핵심에 남아있는 양성자가 초 유체 상태이며, 전하를 가지고 있기 때문에 초전도체를 형성한다는 것을 강력히 시사한다.
두 팀 모두 Cas A의 급속 냉각은 지구에서 볼 수 있듯이 지난 100 년 동안 중성자 별의 핵심에 중성자 초 유체가 형성되어 있음을 설명합니다. 급속 냉각은 수십 년 동안 계속 될 것으로 예상되며, 그 속도는 느려질 것입니다.
오하이오 대학의 페이지 공동 저자 인 Madappa Prakash는“Cas A는 우리가 적절한 시점에 아주 어린 중성자 별을 잡아야하기 때문에 우주로부터의 선물 일 수 있음이 밝혀졌습니다. "때로는 약간의 행운이 과학에서 먼 길을 갈 수 있습니다."
지구상의 물질에서 초 유체의 시작은 절대 영점 근처의 매우 낮은 온도에서 발생하지만 중성자 별에서는 섭씨 10 억도 근처의 온도에서 발생할 수 있습니다. 지금까지이 임계 온도의 추정치에는 매우 큰 불확실성이있었습니다. 이 새로운 연구는 임계 온도를 50 억에서 10 억도 이하로 제한합니다.
Cas A는 연구자들이 아 원자 입자를 묶는 강한 핵력이 초 고밀도 물질에서 어떻게 행동하는지에 대한 모델을 테스트 할 수있게 해줄 것이다. 이러한 결과는 또한 "글리치", 중성자 별 세차 운동 및 맥동, 자성 폭발 및 중성자 성 자기장의 진화를 포함하여 중성자 별의 다양한 행동을 이해하는 데 중요합니다.
출처 : Royal Astronomical Society and Harvard의 보도 자료. NASA의 Chandra 페이지에서 추가 멀티미디어를 확인하고 MNRAS 과 물리. 편지 개정.
