"Nucleaire pasta" klinkt misschien als een fancy brouwsel, bereid door een moleculaire gastronomiechef, maar het is eigenlijk lichtjaren verwijderd (letterlijk) van de spaghetti die je in de keuken zou vinden. Dit rare soort noedels wordt onder de korst van neutronensterren gekneed en, in een nieuwe studie, een krachtige computersimulatie heeft een poging gedaan om deze stellaire noodle te manipuleren om te ontdekken dat dit het sterkste materiaal in de kosmos is.

Dus hoe werd deze nucleaire pasta de supermacaroni van het universum? We zullen, het is omdat het is gemaakt in neutronensterren die werken als extreme snelkookpannen.

Neutronensterren zijn de stellaire lijken van massieve sterren die geen brandstof meer hebben en als supernova's zijn geëxplodeerd. Deze kleine draaiende objecten zijn slechts een tiental mijl breed en toch pakken ze de hele massa van onze zon in. Ze zijn zo dicht dat slechts een theelepel neutronenstermaterie evenveel weegt als een berg op aarde! Neutronensterren zijn daarom niet samengesteld uit "normale" materie, maar eerder gedegenereerde materie - extreem compacte neutronen die onder ongelooflijk krachtige zwaartekracht worden samengedrukt.

De extreme zwaartekracht van een neutronenster zal ervoor zorgen dat de buitenste lagen vastvriezen als een korst met een vloeibare kern eronder. Onder de korst, krachtige krachten rollen tussen de neutronen en protonen in de materie van de neutronenster, waardoor het materiaal verrassende vormen aanneemt, zoals lange cilinders en platte vlakken. Astrofysici noemen deze vormen "lasagne, " "spaghetti" en "gnocchi, " en gezamenlijk als nucleaire pasta. Begrijpen hoe deze nucleaire pasta werkt, is een belangrijke zorg voor onze lasagne-liefhebbende wetenschappers.

"De sterkte van de korst van de neutronensterren, vooral de bodem van de korst, relevant is voor een groot aantal astrofysische problemen, maar wordt niet goed begrepen, " zei Matthew Caplan, een postdoctoraal onderzoeker aan de McGill University, in een verklaring.

Om een ​​beter begrip te krijgen van deze noodlijdende puinhoop, Caplan en zijn team creëerden de meest complexe computersimulatie die ooit is uitgevoerd op korsten van neutronensterren om te begrijpen hoe ze kromtrekken en breken. Het blijkt dat nucleaire pasta zo ver van al dente is als je kunt krijgen; het is het sterkste bekende materiaal in het universum.

"Onze resultaten zijn waardevol voor astronomen die neutronensterren bestuderen. Hun buitenste laag is het deel dat we daadwerkelijk waarnemen, dus we moeten begrijpen dat om astronomische waarnemingen van deze sterren te interpreteren, ", voegde Caplan eraan toe.

Dit is vooral belangrijk omdat natuurkundigen nu zwaartekrachtsgolven kunnen meten:de rimpelingen in de ruimte-tijd die worden veroorzaakt door massieve kosmische objecten zoals neutronensterren en draaiende zwarte gaten, botsen en samensmelten. De korst van neutronensterren is daarom erg belangrijk voor de wetenschap om te begrijpen. In feite, eenzame neutronensterren kunnen hun eigen zwakke zwaartekrachtsgolven produceren door starre "bergen" in de korst te creëren, blijkt uit onderzoek dat in augustus 2018 voor publicatie is geaccepteerd in het tijdschrift Physical Review Letters. Terwijl neutronensterren draaien, deze bergen zouden de ruimtetijd verstoren als een propeller die door het oppervlak van een kalm meer snijdt, het genereren van een constante bron van zwaartekrachtsgolven die we in de toekomst misschien kunnen detecteren.

"Er is hier veel interessante natuurkunde gaande onder extreme omstandigheden en daarom is het begrijpen van de fysieke eigenschappen van een neutronenster een manier voor wetenschappers om hun theorieën en modellen te testen. " zei Caplan. "Met dit resultaat, veel problemen moeten opnieuw worden bekeken. Hoe groot kun je een berg bouwen op een neutronenster voordat de korst breekt en instort? Hoe zal het eruit zien? En het belangrijkste, hoe kunnen astronomen het waarnemen?"

Dus, de volgende keer dat je je penne kookt, neem even de tijd om na te denken over de bergen van nucleaire pasta die veel zouden kunnen ravioli over de aard van neutronensterren.

Er is een waar menu aan nucleaire pasta te krijgen, variërend van spaghetti en antispaghetti tot lasagne, gnocchi en antignocchi. Er zijn ook gebreken en ... wafels.