核パスタは宇宙のスーパーマカロニ

「核パスタ」というと、分子ガストロノミーのシェフが作った豪華な調合のように聞こえるかもしれないが、実際には、キッチンにあるスパゲッティとは（文字通り）何光年も離れている。この奇妙な種類のヌードルは中性子星の地殻の下で練られており、新しい研究では、強力なコンピューターシミュレーションがこの星のヌードルの操作に挑戦し、それが宇宙で最も強い材料であることが判明しました。

では、この核パスタはどのようにして宇宙のスーパーマカロニになったのでしょうか?それは、極圧鍋のような役割を果たす中性子星の内部で生成されるためです。

中性子星は、燃料が尽きて超新星として爆発した大質量星の恒星の死骸です。これらの小さな回転する物体の幅はわずか十数マイルですが、太陽の質量全体に詰め込まれています。それらは非常に密集しているため、地球上の山と同じ重さしかありません。したがって、中性子星は「通常の」物質ではなく、縮退物質、つまり信じられないほど強力な重力の下で押しつぶされた非常にコンパクトな中性子で構成されています。

中性子星の極度の重力により、外層は地殻として固まり、その下に液体の核が存在します。地殻の下では、中性子星の物質内部の中性子と陽子の間で強力な力が渦巻いており、その物質が長い円柱や平面などの驚くべき形状を帯びることになります。天体物理学者はこれらの形状を「ラザニア」、「スパゲッティ」、「ニョッキ」と呼び、総称して核パスタと呼んでいます。この核パスタがどのように機能するかを理解することは、ラザニアを愛する科学者にとって重要な関心事です。

マギル大学の博士研究員マシュー・キャプラン氏は、「中性子星の地殻、特に地殻の底部の強度は、天体物理学の多くの問題に関連しているが、よく理解されていない」と述べた。

この厄介な混乱をより深く理解するために、キャプランと彼のチームは、中性子星の地殻に対してこれまでに実行された中で最も複雑なコンピューター シミュレーションを作成し、中性子星の地殻がどのように歪んだり壊れたりするかを理解しました。核パスタはアルデンテからは程遠いことが分かりました。それは宇宙で最も強い既知の物質です。

「私たちの結果は、中性子星を研究する天文学者にとって貴重です。中性子星の外層は私たちが実際に観察する部分なので、これらの星の天文観測を解釈するにはそれを理解する必要があります」とキャプラン氏は付け加えた。

これは、物理学者が重力波、つまり中性子星やブラック ホールのような巨大な宇宙物体が回転、衝突、合体することによって引き起こされる時空の波紋を測定できるようになったので、特に重要です。したがって、中性子星の地殻は科学にとって理解する上で非常に重要です。実際、2018年8月に学術誌フィジカル・レビュー・レターズに掲載が受理された研究結果によると、孤立中性子星は、地殻に硬い「山」を作り出すことで、独自の弱い重力波を生成している可能性があるという。中性子星が回転すると、これらの山々は、プロペラが穏やかな湖面を切り裂くように時空を乱し、将来的には検出できるかもしれない重力波の絶え間ない発生源を生成するでしょう。

「ここでは極端な条件下で多くの興味深い物理学が進行しているため、中性子星の物理的特性を理解することは、科学者が理論とモデルをテストする方法です」とキャプラン氏は述べた。 「この結果により、多くの問題を再検討する必要があります。地殻が割れて崩壊する前に、中性子星の上にどのくらいの大きさの山を築くことができますか? それはどのように見えるでしょうか? そして最も重要なのは、天文学者はどのようにしてそれを観測できるのでしょうか?」

したがって、次回ペンネを茹でるときは、中性子星の性質について多くのことをラビオリで説明できる核パスタの山について少し考えてみましょう。