Billedkredit: ESA
Kort efter Big Bang antages det, at al sagen i Universet blev opdelt i dens mindste komponenter. Ved hjælp af XMM-Newton-rumteleskopet forsøger et team af astronomer at beregne "kompaktheden" af flere neutronstjerner - for at se, om de går ud over densiteten af normal stof.
Et brøkdel af et sekund efter Big Bang blev al den grundlæggende suppe af materie i universet 'brudt' ind i dens mest grundlæggende bestanddele. Det blev antaget at have forsvundet for evigt. Forskere har imidlertid kraftigt mistanke om, at den eksotiske suppe af opløst stof stadig kan findes i dagens univers, i kernen af visse meget tætte genstande kaldet neutronstjerner.
Med ESAs rumteleskop XMM-Newton er de nu tættere på at teste denne idé. For første gang har XMM-Newton været i stand til at måle påvirkningen af en neutronstjernes tyngdefelt på det lys, den udsender. Denne måling giver meget bedre indsigt i disse objekter.
Neutronstjerner er blandt de tætteste objekter i universet. De pakker solmassen i en kugle 10 kilometer på tværs. Et stykke neutronstjerne af sukker terning vejer over en milliard ton. Neutronstjerner er resterne af eksploderende stjerner op til otte gange mere massiv end vores sol. De afslutter deres liv i en supernovaeksplosion og går så sammen under deres egen tyngdekraft. Deres interiør kan derfor indeholde en meget eksotisk form for stof.
Forskere mener, at i en neutronstjerne ligner tætheden og temperaturerne dem, der findes et brøkdel af et sekund efter Big Bang. De antager, at når materien er tæt pakket som i en neutronstjerne, gennemgår den vigtige ændringer. Protoner, elektron og neutroner? atomernes komponenter - smelter sammen. Det er muligt, at selv byggestenene til protoner og neutroner, de såkaldte kvarker, knuses sammen, hvilket giver anledning til en slags eksotisk plasma af 'opløst' stof.
Hvordan finder jeg ud af det? Forskere har brugt årtier på at identificere materiens natur i neutronstjerner. For at gøre dette, er de nødt til at kende nogle vigtige parametre meget præcist: hvis du kender en stjernes masse og radius, eller forholdet mellem dem, kan du få dens kompakthed. Intet instrument er imidlertid blevet avanceret nok til at udføre de nødvendige målinger indtil nu. Takket være ESAs XMM-Newton-observatorium har astronomer for første gang været i stand til at måle forholdet mellem masse og radius af en neutronstjerne og opnå de første ledetråde til dens sammensætning. Disse antyder, at neutronstjernen indeholder normalt, ikke-eksotisk stof, selvom de ikke er afgørende. Forfatterne siger, at dette er et? Vigtigt første skridt? og de vil fortsætte med søgningen.
Den måde, de fik denne måling på, er en første i astronomiske observationer, og den betragtes som en enorm præstation. Metoden består i at bestemme neutronstjernens kompaktitet på en indirekte måde. Tyngdekraften fra en neutronstjerne er enorm - tusinder af millioner gange stærkere end Jordens. Dette får lyspartiklerne, der udsendes af neutronstjernen, til at miste energi. Dette energitab kaldes et tyngdekraft 'rødt skift'. Målingen af dette røde skift med XMM-Newton indikerede styrken af det tyngdekrafttræk og afslørede stjernens kompaktitet.
”Dette er en meget præcis måling, som vi ikke kunne have foretaget uden både XMM-Newtons høje følsomhed og dens evne til at skelne detaljer,” siger Fred Jansen, ESAs XMM-Newton-projektforsker.
Ifølge hovedforfatteren af opdagelsen, Jean Cottam fra NASAs Goddard Space Flight Center, blev "forsøg på at måle det tyngdepleje røde skift gjort lige efter, at Einstein offentliggjorde den generelle relativitetsteori, men ingen havde nogensinde været i stand til at måle virkning i en neutronstjerne, hvor den skulle være enorm. Dette er nu bekræftet. ”
Original kilde: ESA News Release
