Dvojice vědců zpochybnila model fungování objektů, které zůstanou po výbuchu supernovy. Pokud mají pravdu, budou fyzikové muset svoje představy o podmínkách na povrchu neutronových hvězd upravit.
Hvězdy jsou obrovské koule žhavého plynu. Ten má sklon padat směrem ke středu, takže každé hvězdě hrozí gravitační zhroucení. Nedochází k němu, protože v centru systému probíhají jaderné reakce. Jejich produktem je elektromagnetické záření, jehož tlak hmotě hvězdy v hroucení brání. Když jim dojde palivo, vybuchne část hvězd jako supernovy. Většinu plynu odmrští do okolí. Část ho ale zbyde, a protože mu už nic nebrání ve smršťování, zhroutí se. Vznikne hustá koule těžší než Slunce, jejíž průměr se může pohybovat jen okolo pouhých dvaceti kilometrů.
Obrovský tlak přinutí většinu protonů a elektronů, aby se sloučily v neutrony. Ty pak tvoří majoritu hmoty tohoto exotického objektu. V dalším hroucení brání hvězdě zákonitost označovaná jako Pauliho vylučovací princip. Žádné dva neutrony (respektive typ částic, jimž se říká fermiony, a k nimž patří i neutron) nemohou zaujímat stejné místo a kvantový stav současně. Struktura neutronové hvězdy není ale dokonale stejnoměrná. Má vrstvy.
Zapomenuté neutrony
Fyziky Dmitryje Kobyakova Christophera Pethicka zaujala nejsvrchnější z nich. V časopise Physical Review Letters tvrdí, že dosavadní kalkulace uspořádání slupky neutronových jsou chybné a bude třeba je přehodnotit. Vnější vrstvu neutronových hvězd si fyzikové až dosud představovali jako podivnou krystalovou mřížku, v níž se volně pohybují elektrony. Vedle nich by ale v mřížce měly být i volné neutrony, které nepatří k žádnému jádru. Jejich efekt považovali badatelé až dosud za zanedbatelný.
Podle Kobyakova a Pethicka je s neutrony ale třeba počítat. "Chovají se jako druhá složka v binární slitině," píšou, "tvrdíme, že důsledkem toho jsou vlastnosti hmoty podobnější pozemským pevným látkám víc, než se dosud zdálo."
Volné neutrony způsobují vzájemné přitahování jader v mřížce. Projevuje se, pokud mřížka začne vibrovat, což by mělo být, aspoň podle představ fyziků o podmínkách na neutronových hvězdách, běžné.
Mřížka slupky by se měla neustále vlnit. Délka vln může být všelijaká. Z výpočtů Kobyakova a Pethicka však plyne, že pokud je kratší než dvou až pětinásobek vzdálenosti jader v mřížce, stává se systém nestabilním. Vibrace by musely neustále zesilovat. Zdá se tedy, že struktura slupky bude jiná, než dosud fyzikové předpokládali. To by mohlo ovlivnit chování hvězdy.
Skoky a gravitační vlny
Neutronové hvězdy obvykle rychle rotují. Je to proto, než se zhroutily, měly daleko větší průměr. Když se roztočíte na židli s rozpaženýma rukama, a pak připažíte, taky náhle zrychlíte. V rychlosti rotace neutronových hvězd ale astronomové občas zaznamenají poruchy. Jsou to náhlá zrychlení nebo naopak zpomalení, způsobená zatím ne přesně vyjasněnými změnami jejich stavu. Podmínky ve slupce s nimi nejspíš úzce souvisí. Mohly by ovlivnit i schopnost neutronových hvězd vyzařovat gravitační vlny.
Tento jev vyplývá z obecné teorie relativity, podle níž má hmota zakřivuje (časo)prostor. Za určitých okolností by se mohl prostor smršťovat a zase natahovat v pravidelných intervalech, vlnit. Gravitační vlny předpověděl Albert Einstein na začátku minulého století.
Od té doby je fyzikové hledají, zatím bez velkého úspěchu. Mohly by je způsobovat i drobné nepravidelnosti na povrchu neutronových hvězd. Odlišná struktura slupky by mohla také zamávat výpočty, které se snaží přijít na kloub záhadným zábleskům záření gama, jež které některé neutronové hvězdy vydávají.
