McGilli kosmoseinstituudi järeldoktor Matt Caplan juhtis uuringut, mille kohaselt peitub neutrontähtede kooriku sügavuses nn tuumapasta – teadaolevalt kõige tugevam aine universumis. Töö pealkirjaga “Elasticity of tuuma pasta” võeti vastu ajakirjas Physical Review Letters. Uurimisrühma kuulusid ka California Tehnoloogiainstituudi Walter Burke’i teoreetilise füüsika instituudi ning Indiana ülikooli tuumateooria keskuse teadlased.
Neutrontähed avastati 1930. aastatel ning need tekivad supernoova plahvatuse tagajärjel. Need on universumi väikseimad ja tihedaimad tähed: tüüpiline raadius on umbes 10 kilomeetrit, mass aga jääb vahemikku 1,4 kuni 2,16 Päikese massi. Tihedus on võrreldav aatomituumade omaga, mistõttu kaaluks üks teelusikatäis neutrontähe ainet umbes 90 miljonit meetritonni. Tugeva gravitatsiooni tõttu külmuvad väliskihid ning tähel on sarnaselt Maaga tahke koorik, mis ümbritseb vedelat siseosa.
Kooriku all paneb äärmuslik tihedus prootonite ja neutronite vahelised vastastikmõjud moodustama omapäraseid struktuure. Materjal koguneb pikkadeks silindriteks või lamedateks plaatideks, mida kutsutakse vastavalt spagetiks ja lasanjeks; sealt pärineb hüüdnimi tuumapasta. Caplani sõnul on neutrontähe kooriku, eriti selle alumise osa tugevus seotud paljude astrofüüsika probleemidega, kuid seni on seda vähe mõistetud.
Meeskond viis läbi seni suurimad neutrontähtede koorikute arvutisimulatsioonid, mis nõudsid umbes kaks miljonit protsessoritundi. Esimest korda kirjeldati, kuidas koorikud murduvad: tuumapastat venitati ja deformeeriti, et mõõta selle tugevust. Tulemused näitasid, et omapärased kujundid koos äärmusliku tihedusega muudavad tuumapasta erakordselt jäigaks. Selle tugevus ületab selgelt grafeeni ja süsiniku nanotorude oma.
Saadud teadmised aitavad astronoomidel paremini tõlgendada neutrontähtede vaatlusi. Need on olulised ka gravitatsioonilainete uurimisel, sealhulgas pärast kahe neutrontähe kokkupõrkest tekkinud kilonoova sündmust. Uuring viitab, et neutrontähed võivad ise tekitada väikeseid gravitatsioonilaineid. Caplan rõhutas, et aine käitumise tundmine neutrontähes võimaldab testida äärmuslikes tingimustes kehtivaid teooriaid, näiteks kui suure mäe saab neutrontähele tekitada enne, kui koorik murdub ja variseb, milline see välja näeb ning kuidas astronoomid seda vaadelda saavad.