Uudessa työssä onnistuttiin tarkasti ennustamaan neutronitähden aineen käyttäytyminen tilanteessa, jossa se törmää toiseen neutronitähteen tai mustaan aukkoon. Seuraavaksi odotetaan gravitaatioaaltohavaintoa, joka kykenisi vahvistamaan teorian.

Neutronitähdet ovat räjähtäneiden tähtien jäänteitä, joissa aine on pakkautunut erittäin tiheään. Niiden tiheimmän ytimen olemus on pysynyt tutkijoille epäselvänä aiheeseen liittyvän matematiikan viheliäisyyden ja havaintodatan puutteellisuuden vuoksi. Eräässä useista ehdotetuista malleista ydin sisältää eksoottista kvarkkiainetta, joka on neutronien ja protonien rakennusosasista koostuvaa puuroa.

Nyt Aleksi Vuorinen ja Aleksi Kurkela ovat onnistuneet ratkaisemaan kuinka tiheä kvarkkiaine käyttäytyy neutronitähden törmätessä. Aiemmin fyysikot ovat käyttäneet laskuissaan epärealistisen kylmää ainetta, mutta tällä kertaa tutkijakaksikko pystyi määrittämään kvarkkiaineen käytöksen systeemissä, joka on sekä riittävän tiheä että riittävän kuuma.

Jännittävää uudessa mallissa on, että sen paikkansapitävyys voidaan selvittää gravitaatioaaltohavainnoilla. Tähän mennessä gravitaatioaaltoja on havaittu vain kahdesta mustien aukkojen törmäyksestä, mutta niin LIGO- kuin Virgo-observatoriot kykenevät rekisteröimään myös tapahtumat, joissa neutronitähti törmää toiseen neutronitähteen tai mustaan aukkoon.

"Jos tällainen havainto saadaan, silloin on mahdollista selvittää, sisältävätkö neutronitähdet tiheintä mahdollista aineen olomuotoa, värivankeudestaan vapautunutta kvarkkiainetta", sanoo Vuorinen.

Aiheesta lisää STT