Neutroncsillagok: definíció és tények

Neutron csillagok létrehozása

A neutroncsillagok akkor keletkeznek, amikor óriáscsillagok meghalnak szupernóvákban, és magjaik összeomlanak, a protonok és elektronok lényegében egymásba olvadva neutronokat képeznek. (Kép jóváírása: NASA / Dana Berry)

A neutroncsillagok város méretű csillagok, amelyek tömege körülbelül 1,4-szerese a napnak. Ezek az apró tárgyak egy másik, nagyobb csillagok robbanásveszélyes halálából születtek. Nézzük meg, mik ezek, hogyan alakulnak ki és hogyan változnak.



Csillagos főnix

Amikor egy erőszakos szupernóvában a csillagok négy-nyolcszor olyan hatalmasak, mint a nap, a nap felrobban, külső rétegeik gyakran lenyűgöző megjelenítésben lefújhatnak, és egy kicsi, sűrű magot hagyhatnak maga után, amely tovább omlik. A gravitáció olyan szorosan nyomja magához az anyagot, hogy a protonok és elektronok egyesülve neutronokat hoznak létre, és így kapják a „neutroncsillag” nevet. [Szupernóva fotók: Csillagrobbanások nagyszerű képei]

A neutroncsillagok 20 kilométer (12,4 mérföld) átmérőbe csomagolják tömegüket. Olyanok sűrű hogy egyetlen teáskanál súlya egymilliárd tonna lenne - feltételezve, hogy valahogy sikerült elcsípnie egy mintát anélkül, hogy a test erős gravitációs vonzása elfogja. A neutroncsillag gravitációja átlagosan 2 milliárdszor erősebb, mint a Földön. Valójában elég erős ahhoz, hogy jelentősen meghajlítsa a csillag sugárzását a gravitációs lencséként ismert folyamatban, lehetővé téve a csillagászok számára, hogy lássák a csillag hátsó oldalát.

A szupernóva ereje, amely megszülte, rendkívül gyors forgást biztosít a csillagnak, ami miatt másodpercenként többször is megfordul. A neutroncsillagok percenként akár 43 000 -szer is pöröghetnek, és idővel fokozatosan lelassulnak.

Nyissa meg a Star Cluster Messier 50 -et

Ha egy neutroncsillag része annak a bináris rendszernek, amely túlélte a szupernovájából származó halálos robbanást (vagy ha elfogott egy elhaladó társat), akkor a dolgok még érdekesebbek lehetnek. Ha a második csillag kevésbé masszív, mint a nap, akkor tömeget húz kísérőjéből egy Roche lebenybe, egy ballonszerű anyagfelhőbe, amely a neutroncsillag körül kering. A kísérő csillagok a Nap tömegének akár tízszereséig is létrehozhatnak hasonló tömegátvitelt, amelyek instabilabbak és nem tartanak sokáig.

A csillagok több mint 10 -szer olyan hatalmasak, mint a napátadó anyagok csillagszél formájában. Az anyag a neutroncsillag mágneses pólusai mentén áramlik, és hevítés közben röntgensugaras pulzusokat hoz létre.

2010-re körülbelül 1800 pulzárt azonosítottak rádiófelismeréssel, további 70-et pedig gamma-sugárzással. Egyes pulzárok körül bolygók is keringenek - mások pedig bolygókká változhatnak.

A neutroncsillagok típusai

Néhány neutroncsillagban anyagsugarak áramlanak ki belőlük szinte fénysebességgel. Ahogy ezek a gerendák elhaladnak a Föld mellett, úgy villannak, mint egy világítótorony izzója. A tudósok pulzálónak nevezték őket pulzáló megjelenésük után.A normál pulzusok másodpercenként 0,1 és 60 alkalommal forognak, míg ezredmásodperces pulzusok másodpercenként akár 700 -szor is.

Amikor a röntgensugaras pulzátorok elfogják a masszívabb kísérőktől áramló anyagokat, az adott anyag kölcsönhatásba lép a mágneses mezővel, és nagy teljesítményű nyalábokat hoz létre, amelyek láthatók a rádió, az optikai, a röntgen- vagy a gammasugár-spektrumban. Mivel fő áramforrásuk a társuk anyagából származik, gyakran nevezik őket „felhalmozódó impulzusoknak”. A „centrifugált pulzusokat” a csillagok forgása hajtja, miközben a nagy energiájú elektronok kölcsönhatásba lépnek a pulzus mágneses mezőjével a pólusaik felett. A fiatal neutroncsillagok lehűlésük előtt röntgensugarakat is előállíthatnak, amikor egyes részek forróbbak, mint mások.

Amint a pulzusban lévő anyag felgyorsul a pulzus magnetoszférájában, a neutroncsillag gamma-sugárzást hoz létre. Az energiaátadás ezekben a gamma-sugárzási pulzusokban lassítja a csillag forgását.

A pulzárok villogása annyira kiszámítható, hogy a kutatók fontolóra veszik, hogy űrrepülési navigációra használják őket.

'Ezek közül az ezredmásodperces pulzusok közül néhány rendkívül szabályos, óraszerű'-mondta Keith Gendreau, a NASA Maryland-i Goddard Űrrepülési Központjának munkatársa a sajtó képviselőinek 2018-ban.

'Ezeket a pulzusokat ugyanúgy használjuk, mint a GPS -navigációs rendszer atomóráit' - mondta Gendreau.

Az átlagos neutroncsillag erőteljes mágneses mezővel büszkélkedhet. Paul Sutter asztrofizikus szerint a Föld mágneses mezője 1 gauss, a Napé pedig néhány száz gauss. De egy neutroncsillagnak ezermilliárd gauss mágneses tere van.

A mágnesek ezerszer erősebb mágneses mezővel rendelkeznek, mint az átlagos neutroncsillagok. A húzás következtében a csillag forgatása tovább tart.

'Ez a mágneseket az első helyre helyezi, és az univerzális' legerősebb mágneses mező 'verseny uralkodó bajnoka' - mondta Sutter. - A számok megvannak, de az agyunkat nehéz körültekerni.

Ezek a mezők pusztítást okoznak helyi környezetükben, az atomok ceruza vékony rudakká nyúlnak a mágnesek közelében. A sűrű csillagok nagy intenzitású sugárzást is kiválthatnak.

'Menj túl közel az egyikhez (mondjuk 1000 kilométeren belül, vagy körülbelül 600 mérföldön belül), és a mágneses mezők elég erősek ahhoz, hogy felborítsák nemcsak a bioelektromos energiádat - az idegimpulzusokat mulatságosan haszontalanná téve -, hanem a nagyon molekuláris szerkezetedet is.' - mondta Sutter . - Egy mágneses mezőben csak úgy ... feloldódsz.

Az ismert űrobjektumok legnagyobb sűrűségével a neutroncsillagok sugárzást bocsáthatnak ki a galaxisban.

Az ismert űrobjektumok legnagyobb sűrűségével a neutroncsillagok sugárzást bocsáthatnak ki a galaxisban.(Kép jóváírása: Karl Tate, Infographics Artist)

Zuhanó csillagok

A normál csillagokhoz hasonlóan két neutroncsillag is keringhet egymás körül. Ha elég közel vannak, akár befelé is sodródhatnak a végzetükbe egy intenzív jelenségben, kilonova . '

Két neutroncsillag ütközése hullámokat hallatott világszerte 2017 -ben, amikor a kutatók gravitációs hullámokat és ugyanabból a kozmikus összetörésből származó fényt észleltek. A kutatás az első szilárd bizonyítékot is szolgáltatta arra vonatkozóan, hogy a neutroncsillagok ütközése a világegyetem aranyának, platinájának és más nehéz elemeinek nagy része.

'A világegyetem valóban legsúlyosabb kémiai elemeinek eredete sokáig zavarba ejtette a tudományos közösséget'-mondta Hans-Thomas Janka, az MPA vezető tudósa. nyilatkozat . „Most megvan az első megfigyelési bizonyíték a neutroncsillag -egyesülések forrásaként; valójában ők lehetnek a fő forrásai az r-process elemeknek, amelyek vasnál nehezebb elemek, mint az arany és a platina.

Az erőteljes ütközés hatalmas mennyiségű fényt bocsátott ki, és gravitációs hullámokat hozott létre, amelyek hullámzottak az univerzumban. De hogy mi történt a két objektummal az összetörésük után, rejtély marad.

'Valójában nem tudjuk, mi történt a tárgyakkal a végén' - mondta David Shoemaker, az MIT vezető kutatója és a LIGO Scientific Collaboration szóvivője egy 2017 -es sajtótájékoztatón. - Nem tudjuk, hogy fekete lyuk, neutroncsillag vagy valami más.

Úgy gondolják, hogy a megfigyelések az elsők a sok közül.

'Reméljük, hogy hamarosan több neutroncsillag-összeolvadást figyelnek meg, és hogy ezekből az eseményekből származó megfigyelési adatok többet fognak feltárni az anyag belső szerkezetéről'-mondta Andreas Bauswein, a tanulmány vezető szerzője, a németországi Heidelberg Elméleti Tanulmányok Intézetéből. a nyilatkozat .

Kövesse Nola Taylor Redd -t a címen @NolaTRedd , Facebook , vagy Google+ . Kövess minket a címen @Spacedotcom , Facebook vagy Google+ .