Gwiazdy neutronowe powstają za sprawą eksplozji supernowych, będących ostatnimi etapami istnienia masywnych gwiazd. Zdarza się też, że tego typu obiekty wchodzą w skład układów podwójnych i mogą się ze sobą zderzać. Panujące wtedy warunki są na tyle ekstremalne, że mogą prowadzić do powstawania ciężkich pierwiastków, na przykład srebra i złota.
Czytaj też: Fuzja jądrowa i neutrony o różnym pochodzeniu. Naukowcy rozwiązali długoletnią zagadkę
Gwiazdy neutronowe i ich kolizje zapewniają więc warunki do badania własności materii o gęstościach znacznie przekraczających gęstości wewnątrz jąder atomowych. Naukowcy, chcąc zdobyć więcej informacji w tej sprawie, prowadzą eksperymenty polegające na zderzaniu ciężkich jonów z wykorzystaniem akceleratorów cząstek. W tym przypadku międzynarodowy zespół naukowców, stojący za publikacją dostępną na łamach Nature, połączył ze sobą dane pochodzące z kilku różnych źródeł, aby dokonać przełomu.
Gwiazdy neutronowe to niezwykle gęste obiekty
Naukowcy wykorzystali w tym celu informacje z eksperymentów polegających na zderzaniu ciężkich jonów złota. Włączyli je do wieloetapowej procedury, której celem było poznawanie ograniczeń wynikających z teorii jądrowej i obserwacji astrofizycznych, między innymi z pomiarów masy gwiazd neutronowych poprzez analizy radiowe, informacje z misji NICER prowadzonej na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej oraz obserwacje fuzji gwiazd neutronowych.
Dzięki wykorzystaniu danych zebranych podczas zderzeń ciężkich jonów badacze byli w stanie lepiej zrozumieć istotę tej niezwykle gęstej materii. Dalsze badania w tej sprawie, dzięki informacjom dotyczącym zderzeń ciężkich jonów, powinny utworzyć swego rodzaju pomost pomiędzy teorią jądrową a obserwacjami astrofizycznymi. Chodzi na przykład o eksperymenty skupiające się na wyższych gęstościach, co powinno obniżyć liczbę niewiadomych dotyczących właściwości gwiazd neutronowych.
Czytaj też: Gwiazda neutronowa uprawia kanibalizm. Astronomowie natrafili na dowody dotyczące tego zjawiska
Połączenie wiedzy z zakresu teorii jądrowej, eksperymentów jądrowych i obserwacji astrofizycznych jest niezbędne, aby rzucić światło na właściwości materii bogatej w neutrony w całym zakresie gęstości badanym w gwiazdach neutronowych. wyjaśnia Sabrina Huth z Uniwersytetu Technicznego w Darmstadt
