Bintang-bintang Neutron adalah objek paling padat di Alam Semesta, lebih besar daripada Matahari secara besar-besaran, tetapi terkondensasi menjadi bola yang relatif kecil.
Berapa besar bintang neutron? Anggaran radius sebelumnya berkisar antara lapan hingga enam belas kilometer. Ahli astrofizik di Universiti Goethe di Frankfurt (Jerman) dapat menentukan ukuran bintang neutron hingga dalam jarak 1.5 kilometer menggunakan pendekatan statistik yang canggih berdasarkan pengukuran gelombang graviti. Laporan penyelidik disajikan dalam Surat Kajian Fizikal.
Bintang-bintang neutron adalah objek paling padat di Alam Semesta, dengan jisim yang lebih besar daripada Matahari, tetapi terkondensasi menjadi sfera yang agak kecil. Selama lebih dari 40 tahun, ukuran bintang neutron telah menjadi Holy Grail fizik nuklear, penemuannya akan memberikan maklumat penting mengenai tingkah laku asas kepadatan nuklear.
Data mengenai pengesanan gelombang graviti dari penggabungan bintang neutron (GW170817) memberikan sumbangan penting untuk menyelesaikan teka-teki ini. Pada akhir tahun 2017, Profesor Luciano Rezzolla, bersama dengan muridnya Elias Most dan Lucas Weich, telah menggunakannya untuk menjawab soalan lama mengenai jisim maksimum yang dapat dimiliki bintang neutron sebelum jatuh ke lubang hitam. Selepas keputusan penting pertama, pasukan yang sama, dengan bantuan Profesor Jurgen Schaffner-Belich, menetapkan untuk menetapkan had yang lebih ketat pada ukuran bintang neutron.
Perwakilan artistik perlanggaran bintang neutron yang menghasilkan gelombang graviti. Kredit: Carnegie Institution for Science.
Intinya adalah bahawa persamaan keadaan yang menerangkan jirim di dalam bintang neutron tidak diketahui. Ahli fizik telah memilih kaedah statistik untuk menentukan ukuran bintang neutron dalam had sempit. Mereka mengira lebih daripada dua bilion model teori dengan menyelesaikan persamaan Einstein untuk mereka, dan menggabungkan set data besar ini dengan kekangan pengesanan gelombang graviti GW170817.
Akibatnya, para penyelidik menentukan radius bintang neutron khas dalam jarak 1.5 kilometer: jaraknya antara 12 hingga 13.5 kilometer, yang dapat diperhalusi lebih lanjut dengan pengesanan gelombang gravitasi di masa depan.
"Namun, masalahnya mungkin ada lebih dari satu penyelesaian," komentar Jurgen Schaffner-Belich. Ada kemungkinan bahawa pada ketumpatan ultra tinggi, bahan tersebut secara dramatik mengubah sifatnya dan mendekati apa yang disebut "fasa peralihan". Ini serupa dengan apa yang berlaku pada air apabila ia membeku dan berubah dari cecair ke pepejal. Bagi bintang neutron, peralihan ini kononnya menukar jirim biasa menjadi jirim "quark", mewujudkan bintang yang akan mempunyai jisim yang sama dengan "kembar" mereka, bintang neutron, tetapi jauh lebih kecil dan oleh itu lebih padat.
Video promosi:
Walaupun tidak ada bukti keberadaan mereka, mereka mungkin merupakan penyelesaian yang masuk akal, dan para penyelidik Frankfurt mempertimbangkan kemungkinan ini, walaupun terdapat komplikasi tambahan. Usaha itu membuahkan hasil: bintang kembar tidak mungkin secara statistik. Ini adalah penemuan penting yang kini memungkinkan para saintis berpotensi menolak keberadaan objek-objek yang sangat padat ini. Pemerhatian masa depan gelombang graviti akan mendedahkan sama ada bintang neutron mempunyai kembar eksotik.
