عُثِر على مادة شديدة الغرابة في أجسام بالغة الكثافة، مثل النجوم النيوترونية، وهي مرشحة بشدة لتحتل مرتبة أقوى مادة في الكون. ووفقاً للحسابات الجديدة، فإنها موجودة في كتلة أقوى من الصلب بعشر مرات.
وقال الفيزيائي تشارلز هورويتز، أستاذ الفيزياء النووية والفيزياء الفلكية في جامعة إنديانا بلومنغتون الأميركية، لموقع Science News الأسترالي: "إنَّه رقمٌ هائل. ولكن المادة ذات كثافة عالية للغاية أيضاً، مما يجعلها أشد قوة" وفق موقع Science Alert الأسترالي.
جديرٌ بالذكر أنَّ النجوم النيوترونية هي إحدى المحطات النهائية في دورة حياة النجوم عالية الكتلة. فحالما يحترق مركز النجم ويتحول إلى حديد، ينهار فيضغط على البروتونات والإلكترونات ويحولها إلى نيوترونات ونيوترينوهات.
الكثافة تزداد كلما اقتربت نحو المركز
تهرب النيوترينوهات، بينما تتجمع النيوترونات بكثافة، مكونةً جسماً يتراوح قطره بين 10 كيلومترات و20 كيلومتراً.
وتسبب هذه الكتلة الكثيفة جداً شيئاً غريباً في أنوية الذرات الموجودة في النجوم. إذ تزداد الكثافة كلما اقتربت أكثر نحو المركز، فتسحق الأنوية وتضغطها معاً حتى تتشوه وتندمج.
ويُعتَقَد أن الهياكل النووية الناتجة تشبه المعكرونة –من هنا أتت التسمية- التي تتشكل مباشرة داخل قشرة النجم. قد تتسطح بعض التكوينات لتشبه اللازانيا، وبعضها يشبه أنابيب البوكاتيني، ويتشكل بعضها على هيئة خيوط مثل الإسباغيتي، وأخرى عبارة عن كتل غنوكتشي. وتعد كثافة تلك التكوينات هائلة، إذ تفوق كثافة الماء بمائة تريليون مرة.
نماذج صورية من المعكرونة النووية
وكما يمكنكم أن تتخيلوا، لا يمكن إعادة خلق هذا النوع من الكثافة معملياَ، لذا من المؤسف أن أحداً لن يتمكن من بناء آلة إسباغيتي نووية. ولكن لحسن الحظ، يمكن للعلماء الآن عمل محاكاة حاسوبية قوية، وهو ما استخدموه بدلاً من ذلك.
إذ ابتكروا نماذج صورية من المعكرونة النووية، وعرَّضوها للضغط لكي يختبروا استجابتها، فوجدوا أنَّ القوة اللازمة لكسر المعكرونة النووية تبلغ حاصل ضرب 10 مليارلت في القوة اللازمة لكسر الصلب.
ومع أنَّ قشرة النجم النيوتروني قد اعتُبرت سابقاً قوية للغاية، فإن المعكرونة النووية أقوى. إذ تشير هذه النتيجة إلى أن القشرة الأيونية للنجم النيوتروني ستنكسر قبل المعكرونة الموجودة في المركز بكثير.
وقال العلماء إن هذا قد يؤثر بالتبعية على كسر القشرة في حالات معينة، مثل التوهجات الرنينية المُحطِّمة التي تنتج في أثناء اندماجات النجوم النيوترونية أو انفجارات النجوم المغناطيسية.
النجوم النيوترونية قد تدعم جبالاً ضخمة في القشرة الداخلية
وكتب الباحثون في الورقة البحثية: "بالإضافة إلى ذلك، تشير قوة المعكرونة النووية وكثافتها اللتان تنبأ بهما هذا العمل إلى أنَّ النجوم النيوترونية قد تدعم جبالاً ضخمة "مدفونة" في القشرة الداخلية".
وذلك يعني أنَّ هذه المناطق الكثيفة قد تكون سبباً في أن يكون باطن النجم النيوتروني وعراً وغير متساوٍ. وإذا كان كذلك بالفعل، فقد تنتج باستمرار عن النجوم النيوترونية موجاتُ جاذبية، أي تموجات في نسيج الزمكان.
لكنَّها لن تكون قوية للغاية، بالتأكيد ليست بالقوة الكافية لقياسها عن طريق الإعدادات الحالية الموجودة في مرصد الموجات الثقالية بالتداخل الليزري LIGO، مع الأخذ في الاعتبار مدى صعوبة اكتشاف تصادم هائل بين ثقبين أسودين.
ولكن، ربما تُحسِّن التحديثات المستقبلية التي تُجرى على المرصد من حساسيته. أو قد يكون هوائي مقياس التداخل الليزري الفضائي LISA، المخطط إطلاقه في عام 2034، قادراً على اكتشاف هذه الموجات الباهتة.
ولم يلقِ البحث الضوء على طبيعة المعكرونة النووية فحسب، بل وضع الأسس أيضاً للملاحظات المستقبلية التي قد تُقدِّم دليلاً ملموساً على وجودها مستقبلاً.
جديرٌ بالذكر أنَّ مجلة Physical Review Letters صدَّقت على الورقة البحثية، ويمكنكم قراءتها على موقع arXiv.