ดาวนิวตรอน อาหารจานไหนที่ยากที่สุดที่คุณเคยกิน อาหารจานแข็งเหล่านี้ทำให้คุณประทับใจหรือไม่ อย่างไรก็ตาม สิ่งที่เราต้องการแสดงให้คุณเห็นในครั้งนี้ไม่ใช่อาหารจานแข็งในความหมายทั่วไป ส่วนผสมหลักของอาหารจานแข็งนี้คือดาวนิวตรอน คุณอาจคิดว่าดาวนิวตรอนเป็นวัตถุท้องฟ้าไม่ใช่หรือถือเป็นกับข้าวที่หาทานได้ยาก มันกินได้จริงหรือ สมมติฐานมหัศจรรย์นี้มาจากนักวิทยาศาสตร์ต่างประเทศในปี 2018 เขาใช้ดาวนิวตรอนเป็นส่วนผสมและจินตนาการถึงอาหารอันโอชะที่เรียกว่า พาสต้านิวเคลียร์
แนวคิดที่แปลกประหลาดนี้ มาจากการศึกษาดาวนิวตรอนหลายครั้ง รวมถึงความเป็นไปได้ในการสำรวจองค์ประกอบของสสาร มีรายงานว่าพาสต้าชนิดนี้ ซึ่งทำจากดาวนิวตรอนนั้นแข็งแกร่งกว่าเหล็กถึง 1 หมื่นล้านเท่า ทำให้มันเป็นสสารที่แข็งที่สุดในจักรวาล หากคุณต้องการทำพาสต้าแกน ดาวนิวตรอน ส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดต้องเป็นดาวนิวตรอน นี่คือแกนกลางที่ยุบตัวของดาวยักษ์ขนาดใหญ่ที่มีมวลรวมระหว่าง 10 ถึง 25 เท่าของมวลดวงอาทิตย์
การเปลี่ยนแปลงนี้รุนแรงมากหลังจากดาวยักษ์แดง ซึ่งเคยเป็นดาวฤกษ์ก่อนหน้าได้ยุบตัวลงกลายเป็นดาวนิวตรอน ดาวนิวตรอนก่อตัวขึ้นมีรัศมีประมาณ 10 กิโลเมตร โครงสร้างที่หนาแน่นมาก ทำให้ดาวนิวตรอนสามารถเข้าถึงความหนาแน่นของนิวเคลียสอะตอมได้ เมื่อก่อตัวขึ้นแล้วพวกมันจะไม่สร้างความร้อนอีกต่อไป และเย็นลงเมื่อเวลาผ่านไป
ปรากฏการณ์ของดาวนิวตรอน สามารถอธิบายได้ด้วยหลักการกีดกันของเพาลี กล่าวง่ายๆก็คืออิเล็กตรอนและโปรตอนที่มีอยู่ในสสารปกติจะรวมกัน เพื่อผลิตนิวตรอนภายใต้เงื่อนไขของดาวนิวตรอน การสร้างทฤษฎีนิวตรอนนิวตรอนพาสต้าใช้เวลาเพียง 3 ขั้นตอน เงื่อนไขแรกสำเร็จแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการรวมโปรตอน และอิเล็กตรอนที่เหลืออยู่ในแกนกลางของดาวนิวตรอน เพื่อสร้างซุปนิวตรอนที่มีความหนาแน่นสูงเป็นพิเศษ
ในที่สุด แรงโน้มถ่วงที่แรงยิ่งยวดถูกนำมาใช้ เพื่อนวดนิวตรอนให้เป็นเหมือนลูกบอลในสตูว์ และมันจะเสร็จสมบูรณ์ที่อุณหภูมิ 600,000 องศาเซลเซียส ดาวนิวตรอนที่ทำขึ้นด้วยวิธีนี้อาจปรากฏเป็นรูปร่างต่างๆ ตามสสารต่างๆของมันเอง เหตุที่จินตนาการแปลกๆนี้ ก็คือมีผู้สังเกตการณ์ดาวนิวตรอนไม่มากนัก การสังเกต ณ ปัจจุบันหรือการวิจัยทางแม่เหล็กไฟฟ้าในอนาคต และปรากฏการณ์ความโน้มถ่วง คลื่นอาจหมายถึงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในของดาวนิวตรอน
ด้วยจินตนาการนี้ นักวิทยาศาสตร์ใช้คอมพิวเตอร์ทำการจำลอง ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า ผักเนื้อแข็งที่ทำจากวัสดุของดาวนิวตรอนเป็นวัสดุที่แข็งแกร่งที่สุดที่ทราบกัน ในปัจจุบันโดยมีความต้านทานแรงเฉือนที่ 10 ถึง 30 เอิร์กต่อลูกบาศก์เซนติเมตร และความเครียดการแตกหักมากกว่า 0.1
มวลของดาวนิวตรอนที่มีมวลเพียง 5 มิลลิลิตร มีมวลเป็น 900 เท่า ของมหาพีระมิดแห่งกิซา หากคุณต้องการกินพาสต้านิวเคลียร์ชนิดนี้ คุณต้องอยู่ในดาวนิวตรอนเพื่อลิ้มรสมัน เพราะเมื่อคุณออกจากสภาพแวดล้อมของดาวนิวตรอน โครงสร้างของนิวเคลียสพาสต้านี้จะสลายตัว พาสต้านิวเคลียร์เป็นสสารที่เสื่อมสภาพ โดยพื้นฐานแล้วหากมีอยู่ในเปลือกนอกของดาวนิวตรอน มันจะเป็นสสารที่ยากที่สุดในจักรวาลอย่างไม่ต้องสงสัย
เนื่องจากแรงดึงดูดนิวเคลียร์และแรงผลักของคูลอมบ์มีขนาดเท่ากัน การแข่งขันระหว่างกันจึงกลายเป็นสาเหตุของรูปร่างที่เปลี่ยนแปลงได้ของพาสต้านิวเคลียร์ สาเหตุหลักมาจากบทบาทของโปรตอน ความดันที่พื้นผิวของดาวนิวตรอนต่ำพอที่นิวเคลียสจะดำรงอยู่ได้โดยอิสระจากกันและกัน และแรงผลักของคูลอมบ์ระหว่างนิวเคลียส ทำให้นิวเคลียสไม่เบียดกัน
ภายในแกนกลางมีแรงกดดันสูงมาก และแม้แต่แรงผลักของคูลอมบ์ก็ไม่สามารถส่งผลได้ที่นี่ และการรวมตัวที่มีความเข้มสูงของนิวเคลียสของอะตอม ก่อตัวเป็นสสารที่มีความหนาแน่นสูงเป็นพิเศษ ในฐานะที่เป็นอาหารสมมุติ นิวเคลียร์พาสต้า ถ้ามันเป็นสสารจริงน่าจะเป็นการมีอยู่ของควาร์ก-กลูออน
นี่คือตอนที่โปรตอนเข้ามามีบทบาท และแรงดึงดูดทางนิวเคลียร์ระหว่างโปรตอนและนิวตรอนนั้น มากกว่าแรงดึงดูดทางนิวเคลียร์ของพวกมัน ผลกระทบนี้คล้ายกับการผลักกันของประจุไฟฟ้า และโปรตอนจะรักษารูปร่างให้คงตัวในตำแหน่งนี้ดังนั้นจึงคงสถานะของนิวเคลียร์พาสตาไว้ได้ ดังนั้นพวกมันจึงไม่สามารถหลบหนีจากภายในของดาวนิวตรอนได้
ในความเป็นจริง ความเข้าใจในปัจจุบันเกี่ยวกับโครงสร้างของดาวนิวตรอนนั้นขึ้นอยู่กับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่มีอยู่ ผู้คนไม่สามารถสังเกตโครงสร้างภายในของดาวนิวตรอนได้โดยตรง และสามารถเข้าใจได้ด้วยวิธีสมมุติฐานนี้เท่านั้น สมมติฐานของนิวเคลียสพาสต้าเป็นวิธีการเสริมจริงๆแล้วนิวตรอนพาสต้า อาจเป็นสารสมมุติใดๆก็ได้ เพื่อช่วยให้นักวิทยาศาสตร์อนุมาน สิ่งที่จะเกิดขึ้นภายในดาวนิวตรอนได้
ในทางกลับกัน การศึกษาการสั่นของดาวนิวตรอนเป็นวิธีการหลัก ในการสังเกตดาวนิวตรอน นักวิทยาศาสตร์เปิดเผยโครงสร้างภายในของดาวนิวตรอน โดยการวิเคราะห์สเปกตรัมของการสั่นของดาวฤกษ์ที่สังเกตได้ แบบจำลองของดาวนิวตรอนในปัจจุบัน บ่งชี้ว่าวัสดุบนพื้นผิวของดาวนิวตรอนประกอบด้วยนิวเคลียสอะตอมธรรมดา ที่ถูกบดอัดเป็นตาข่ายแข็งภายใต้ความกดดันที่รุนแรงมาก อิเล็กตรอนก่อตัวเป็นกระแสไฟฟ้าระหว่างช่องว่างเหล่านี้ ทำให้เกิดพลังงานยึดเหนี่ยวสูงจากนิวคลีออนในอะตอมของเหล็ก
ภายใต้ความกดดันสูงและผลกระทบทางแม่เหล็กไฟฟ้า โครงสร้างของดาวนิวตรอนจะอยู่ใกล้กับทรงกลมมาก เปลือกนอกของดาวนิวตรอนถูกควบคุมอย่างสมบูรณ์ โดยสนามแม่เหล็กของดาวนิวตรอน ซึ่งมีความเข้มและเรียบมาก หากมีภูเขาบนดาวนิวตรอน ภูเขานั้นจะสูงไม่เกิน 1 มิลลิเมตร เมื่อเข้าไปข้างในนิวเคลียสจะมีจำนวนนิวตรอนเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นนิวเคลียสจึงสลายตัวอย่างรวดเร็วแต่ยังคงเสถียรภายใต้แรงกดดันมหาศาล เมื่อกระบวนการนี้ดำเนินไป การหยดนิวตรอน การสลายตัวของนิวเคลียสของอะตอม โดยการปล่อยโปรตอนหรือนิวตรอน จะกลายเป็นปรากฏการณ์สุดท้าย
แม้แต่นิวเคลียสของอะตอม ก็ไม่สามารถต้านทานแรงโน้มถ่วงและแรงกดดันนี้ได้ และนิวเคลียสของอะตอม อิเล็กตรอนอิสระ และนิวตรอนอิสระจะเข้าไปลึกเข้าไปในภายในของดาวนิวตรอน เนื่องจากไม่ทราบโครงสร้างภายในของดาวนิวตรอน จึงเกิดสสารสมมุติที่สลายนิวตรอน เช่น พาสต้านิวเคลียร์ นอกจากนี้ อาจมีสสารของเมซอนและเมซอนพลังงานสูง หรือสสารที่เสื่อมสภาพของควาร์กที่มีความหนาแน่นสูงเป็นพิเศษ
ดาวนิวตรอนเหล่านี้มีอยู่ทั่วเอกภพ แต่การกระจายตัวนั้นไม่ใหญ่เป็นพิเศษ ท้ายที่สุดเอกภพยังเล็กมากในปัจจุบัน ดาวมหึมานั้นหาได้ยาก และโดยทั่วไปแล้วพวกมันจะใช้เวลาหลายล้านปีในการวิวัฒนาการ ปัจจุบันมีดาวนิวตรอนที่รู้จักประมาณ 2,000 ดวง ในทางช้างเผือกและเมฆแมเจลแลน ซึ่งส่วนใหญ่ถูกตรวจพบและทราบว่าเป็นพัลซาร์วิทยุ นี่เป็นดาวนิวตรอนประเภทที่ค้นพบบ่อยที่สุด
รังสีที่ปล่อยออกมาจากดาวนิวตรอนที่เต้นเป็นจังหวะนี้ มีโฟตอนพลังงานสูงจำนวนมาก ซึ่งสามารถสังเกตได้ด้วยเครื่องตรวจจับการสั่นของนิวตริโน ซึ่งเป็นวัตถุที่ดีที่สุดสำหรับนักวิทยาศาสตร์ในการศึกษาดาวนิวตรอน นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าดาวนิวตรอนไม่ใช่ขั้นตอนสุดท้ายของการสิ้นสุดของดาว แต่เป็นการเปลี่ยนผ่าน แม้ว่าดาวนิวตรอนจะไม่ปล่อยความร้อนออกมาเหมือนดาวทั่วไป แต่แรงดึงดูดของพวกมันก็น่าทึ่งทีเดียว
แรงโน้มถ่วงที่รุนแรงของดาวนิวตรอน จะทำให้เกิดการสะสมในบริเวณใกล้เคียง หากดาวนิวตรอนปรากฏในระบบดาวคู่หรือระบบดาว คู่ดังนั้นสารสะสมของดาวนิวตรอนจะมาจากดาวคู่ของมัน ดาวนิวตรอนจะสะสมมวลมากขึ้นเรื่อยๆ หากมวลมากพอ ดาวนิวตรอนอาจยุบตัวเป็นหลุมดำในวิวัฒนาการที่ตามมา เทห์ฟากฟ้าที่น่าเหลือเชื่ออย่างดาวนิวตรอน อาจเป็นเทห์ฟากฟ้าประหลาดประเภทที่สองรองจากหลุมดำ
การวิจัยเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้รับการกล่าวถึงในชุมชนวิทยาศาสตร์เป็นส่วนใหญ่ ในแง่ของคลื่นความโน้มถ่วงและการสั่นของนิวตริโน และจำเป็นต้องมีข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อตอบโครงสร้างภายในของมัน สำหรับการวิจัยฟิสิกส์พลังงานสูง ดาวนิวตรอนเป็นวัตถุการวิจัยที่ข้ามไม่ได้ และบางทีเราอาจจะสามารถทราบโครงสร้างภายในของเทห์ฟากฟ้าที่แปลกประหลาดนี้ได้ในอนาคตอันใกล้นี้
บทความที่น่าสนใจ : หัวใจวาย การดูแลร่างกายของตัวเองหลังหัวใจวาย
