Gwiazdy neutronowe: Definicja i fakty
gwiazdy neutronowe są wielkimi obiektami gwiazdowymi o masie około 1,4 razy większej od masy Słońca. Zrodzone z wybuchowej śmierci innych, większych gwiazd, te maleńkie obiekty mają niezły cios. Przyjrzyjmy się, czym są, jak się tworzą i jak się różnią.
gwiezdny feniks
gdy Gwiazdy cztery do ośmiu razy masywniejsze od słońca eksplodują w gwałtownej supernowej, ich zewnętrzne warstwy mogą wybuchnąć w często spektakularnym widoku, pozostawiając za sobą małe, gęste jądro, które nadal się zapada., Grawitacja dociska materiał do siebie tak mocno, że protony i elektrony łączą się, tworząc neutrony, dając nazwę ” gwiazda neutronowa.”
gwiazdy neutronowe mają masę około 20 km (12,4 Mil) średnicy. Są tak gęste, że jedna łyżeczka ważyłaby miliard ton-zakładając, że w jakiś sposób udało Ci się pobrać próbkę bez bycia przechwyconym przez silne przyciąganie grawitacyjne ciała. Przeciętnie grawitacja na Gwieździe neutronowej jest 2 miliardy razy silniejsza niż grawitacja na Ziemi., W rzeczywistości jest ona wystarczająco silna, aby znacznie wyginać promieniowanie gwiazdy w procesie znanym jako soczewkowanie grawitacyjne, pozwalając astronomom zobaczyć część tylnej części Gwiazdy.
moc pochodząca od supernowej, która ją urodziła, daje gwieździe niezwykle szybki obrót, powodując jej obrót kilka razy w ciągu sekundy. Gwiazdy neutronowe mogą obracać się tak szybko, jak 43 000 razy na minutę, stopniowo zwalniając w czasie.,
jeśli gwiazda neutronowa jest częścią układu binarnego, który przetrwał śmiertelny wybuch supernowej (lub jeśli złapał mijającego towarzysza), może być jeszcze ciekawiej. Jeśli druga gwiazda jest mniej masywna niż Słońce, przyciąga masę od swojego towarzysza do płata Roche ' a, przypominającego balon obłoku materii, który okrąża gwiazdę neutronową. Gwiazdy towarzyszące o masie do 10 razy większej od masy Słońca tworzą podobne transfery masy, które są bardziej niestabilne i nie trwają tak długo.,
Gwiazdy ponad 10 razy masywniejsze od słońca przenoszą materiał w postaci wiatru gwiazdowego. Materiał przepływa wzdłuż biegunów magnetycznych gwiazdy neutronowej, tworząc pulsacje rentgenowskie podczas jej podgrzewania.
do 2010 roku około 1800 pulsarów zostało zidentyfikowanych poprzez detekcję radiową, a kolejne 70 zostało znalezionych przez promieniowanie gamma. Niektóre pulsary mają nawet planety krążące wokół nich-a niektóre mogą się zamienić w planety.
typy gwiazd neutronowych
niektóre gwiazdy neutronowe mają strumienie materiałów spływających z nich z prędkością prawie światła., Gdy promienie te mijają ziemię, migają jak Żarówka latarni morskiej. Naukowcy nazwali je pulsarami po ich pulsującym wyglądzie. Normalne pulsary wirują od 0,1 do 60 razy na sekundę, podczas gdy pulsary milisekundowe mogą powodować aż 700 razy na sekundę.
Kiedy pulsary rentgenowskie wychwytują materiał płynący z bardziej masywnych towarzyszy, materiał ten oddziałuje z polem magnetycznym, wytwarzając wiązki o dużej mocy, które można zobaczyć w widmie radiowym, optycznym, rentgenowskim lub gamma., Ponieważ ich główne źródło zasilania pochodzi z materiału z ich towarzysza, są często nazywane ” pulsarami zasilanymi akrecją.”Pulsary o napędzie Spin są napędzane przez obrót gwiazd, ponieważ wysokoenergetyczne elektrony oddziałują z polem magnetycznym pulsara nad ich biegunami. Młode gwiazdy neutronowe, zanim ostygną, mogą również wytwarzać impulsy promieniowania rentgenowskiego, gdy niektóre części są gorętsze od innych.
ponieważ materiał w pulsarze przyspiesza w magnetosferze pulsara, gwiazda neutronowa wytwarza emisję promieniowania gamma. Przeniesienie energii w tych pulsarach promieniowania gamma spowalnia obrót Gwiazdy.,
migotanie pulsarów jest tak przewidywalne, że naukowcy rozważają wykorzystanie ich do nawigacji w lotach kosmicznych.
„niektóre z tych milisekundowych pulsarów są niezwykle regularne, jak zegar,” Keith Gendreau z Goddard Space Flight Center NASA w Maryland, powiedział członkom prasy w 2018 roku.
„używamy tych pulsarów tak samo jak używamy zegarów atomowych w systemie nawigacji GPS” – powiedział Gendreau.
Przeciętna gwiazda neutronowa posiada silne pole magnetyczne., Pole magnetyczne Ziemi wynosi około 1 GAUSA, a słońce około kilkuset gausów, według astrofizyka Paula Suttera. Ale gwiazda neutronowa ma pole magnetyczne biliona Gaussa.
Magnetary mają pole magnetyczne tysiąc razy silniejsze niż przeciętna gwiazda neutronowa. Wynikający z tego opór powoduje, że obrót Gwiazdy trwa dłużej.
„To stawia magnetary na pierwszym miejscu, panujących Mistrzów w uniwersalnym konkursie „najsilniejsze pole magnetyczne”” „Liczby są tam, ale trudno jest je ogarnąć.,”
pola te sieją spustoszenie w swoim lokalnym środowisku, a Atomy rozciągają się w cienkie pręty w pobliżu magnetarów. Gęste gwiazdy mogą również powodować wybuchy promieniowania o wysokiej intensywności.
„zbliż się zbyt blisko jednego (powiedzmy w promieniu 1000 kilometrów, czyli około 600 mil), a pola magnetyczne są wystarczająco silne, aby zaburzyć nie tylko twoją bioelektryczność — czyniąc twoje impulsy nerwowe śmiesznie bezużytecznymi — ale Twoją bardzo molekularną strukturę”, powiedział Sutter. „W polu magnetycznym, po prostu … rozpuszczasz się.,”
rozbijające się gwiazdy
podobnie jak normalne Gwiazdy, dwie gwiazdy neutronowe mogą okrążać się nawzajem. Jeśli są wystarczająco blisko, mogą nawet spirali do wewnątrz ich zguby w intensywnym zjawisku znanym jako ” kilonowa.,”
zderzenie dwóch gwiazd neutronowych wywołało falowanie na całym świecie w 2017 roku, kiedy naukowcy wykryli fale grawitacyjne i światło pochodzące z tego samego kosmicznego zderzenia. Badania dostarczyły również pierwszych solidnych dowodów na to, że zderzenia neutronów z gwiazdami są źródłem znacznej części złota, platyny i innych ciężkich pierwiastków we wszechświecie.
„pochodzenie naprawdę najcięższych pierwiastków chemicznych we wszechświecie zaskoczyło społeczność naukową od dłuższego czasu”, powiedział Hans-Thomas Janka, starszy naukowiec w MPA., „Teraz mamy pierwszy dowód obserwacyjny na fuzje gwiazd neutronowych jako źródeł; w rzeczywistości mogą one być głównym źródłem pierwiastków procesu R, które są pierwiastkami cięższymi od żelaza, takimi jak złoto i platyna.
potężne zderzenie uwolniło ogromne ilości światła i stworzyło fale grawitacyjne, które rozszarpały wszechświat. Ale to, co stało się z dwoma obiektami po ich rozbiciu, pozostaje tajemnicą.,
„nie wiemy, co stało się z obiektami na końcu”, powiedział David Shoemaker, starszy naukowiec w MIT i rzecznik współpracy naukowej LIGO, na konferencji prasowej 2017. Nie wiemy, czy to czarna dziura, gwiazda neutronowa, czy coś innego.”
,
„spodziewamy się, że wkrótce zaobserwujemy więcej fuzji neutronów i gwiazd, a dane obserwacyjne z tych zdarzeń ujawnią więcej na temat wewnętrznej struktury materii”, powiedział w oświadczeniu główny autor badań Andreas Bauswein z Heidelberg Institute for Theoretical Studies w Niemczech.
Nola Taylor Redd na @NolaTRedd, Facebook, lub Google+. Śledź nas na @ Spacedotcom, Facebook lub Google+.