Astrofyzici mají jasno: Neutronové hvězdy jsou jako vesmírné pralinky

Neutronové hvězdy představují velmi extrémní vesmírné objekty, jen o něco lépe představitelné než černé díry. Navzdory svým malým rozměrům (okolo 20 kilometrů) se neutronové hvězdy mohou pochlubit téměř 1,5násobkem hmotnosti našeho Slunce. Kostka cukru vyrobená z hmoty neutronové hvězdy by na Zemi vážila okolo sto milionů tun. O jejich vzhledu toho víme jen velmi málo a o jejich vnitřní struktuře téměř nic. 

Neutronové hvězdy byly objeveny před více než 60 lety a vědci se od té doby snaží zjistit, jak asi vypadají uvnitř. Největší překážkou jsou extrémní podmínky, které lze jen velmi obtížně napodobit v laboratořích. Vědci proto využívají komplikované modely, v nichž se pomocí stavových rovnic snaží popsat strukturu neutronových hvězd, od povrchu až do jejich nitra.

Extrémní vesmírné sladkosti

Tým astrofyziků, které vedl Luciano Rezzolla z německé Univerzity Johanna Wolfganga Goetheho ve Frankfurtu, nyní přišel s pozoruhodným zjištěním, které vědci zveřejnili v časopise Astrophysical Journal Letters. Výsledky více než milionu stavových rovnic ukazují, že neutronové hvězdy se zřejmě do značné míry podobají pralinkám. Zní to úsměvně, ale jde o pěkné přirovnání pro strukturu těchto extrémních objektů.

Vlevo model těžké neutronové „pralinky“, vpravo lehké. (ilustrace: Peter Kiefer & Luciano Rezzolla, CC BY 4.0)

Když se vědci „prokousali“ záplavou výpočtů, ukázalo se, že lehké neutronové hvězdy (lehčí než cca 1,7 Slunce) mají měkkou podpovrchovou vrstvu, tj. plášť a pod ním tvrdé jádro. Naproti tomu neutronové hvězdy těžší než 1,7 Slunce pod tvrdým pláštěm ukrývají měkké jádro.

TIP: Jak těžké mohou být neutronové hvězdy? Jako Himálaje v půllitru od piva

„Neutronové hvězdy jsou úplně jako čokoládové pralinky,“ popisuje italský profesor relativistické astrofyziky Luciano Rezzolla. „Lehké neutronové hvězdy jsou jako pralinky, v nichž čokoláda obklopuje lískový oříšek. Jejich těžké protějšky jsou zase jako pralinky, které mají uvnitř čokolády měkkou náplň.“

Badatelé rovněž dospěli k závěru, že bez ohledu na hmotnost mají neutronové hvězdy zhruba stejnou velikost. Jejich poloměr by měl být asi 12 kilometrů, což zhruba odpovídá proporcím Frankfurtu nad Mohanem, v němž probíhal tento výzkum.