Neutronstjärnor: Definition & fakta
neutronstjärnor är stjärn-objekt i stadsstorlek med en massa ungefär 1,4 gånger solens. Född från en annan, större stjärnors Explosiva död, packar dessa små föremål ganska slag. Låt oss ta en titt på vad de är, hur de bildar och hur de varierar.
a stellar phoenix
När stjärnor fyra till åtta gånger så massiva som solen exploderar i en våldsam supernova, kan deras yttre lager blåsa av i en ofta spektakulär bildskärm och lämnar bakom en liten, tät kärna som fortsätter att kollapsa., Gravity pressar materialet i sig så tätt att protoner och elektroner kombinerar för att göra neutroner, vilket ger namnet ”neutronstjärna.”
neutronstjärnor packar sin massa inuti en 20-kilometer (12.4 miles) diameter. De är så täta att en enda tesked skulle väga en miljard ton — förutsatt att du på något sätt lyckades fånga ett prov utan att fångas av kroppens starka gravitationskraft. I genomsnitt är gravitationen på en neutronstjärna 2 miljarder gånger starkare än gravitationen på jorden., Faktum är att det är tillräckligt starkt för att avsevärt böja strålningen från stjärnan i en process som kallas gravitationslinsning, vilket gör det möjligt för astronomer att se en del av stjärnans baksida.
kraften från supernovan som födde den ger stjärnan en extremt snabb rotation, vilket gör att den snurrar flera gånger på en sekund. Neutronstjärnor kan snurra så fort som 43.000 gånger per minut, gradvis sakta över tiden.,
om en neutronstjärna är en del av ett binärt system som överlevde den dödliga explosionen från sin supernova (eller om den fångade en passande följeslagare) kan det bli ännu mer intressant. Om den andra stjärnan är mindre massiv än solen, drar den massa från sin följeslagare till en Roche lobe, ett ballongliknande moln av material som kretsar neutronstjärnan. Companion Stjärnor upp till 10 gånger solens massa skapar liknande massöverföringar som är mer instabila och håller inte så länge.,
Stjärnor mer än 10 gånger så massiva som solens överföringsmaterial i form av stjärnvind. Materialet strömmar längs neutronstjärnans magnetiska poler, vilket skapar Röntgenpulsationer när det värms upp.
fram till 2010 hade cirka 1 800 pulsars identifierats genom radiodetektering, med ytterligare 70 hittades av gammastrålar. Vissa pulsarer har även planeter som kretsar kring dem-och vissa kan bli planeter.
typer av neutronstjärnor
vissa neutronstjärnor har jetstrålar av material som strömmar ut ur dem med nästan ljusets hastighet., Som dessa strålar panorera förbi jorden, de blinkar som glödlampan i en fyr. Forskare kallade dem pulsarer efter deras pulserande utseende. Normala pulsarer snurrar mellan 0,1 och 60 gånger per sekund, medan millisekundpulsarer kan resultera så mycket som 700 gånger per sekund.
När röntgenpulsarer fångar materialet som strömmar från mer massiva följeslagare interagerar det materialet med magnetfältet för att producera högdrivna strålar som kan ses i radio -, optisk -, röntgen-eller gammastrålspektrumet., Eftersom deras huvudkraftkälla kommer från materialet från deras följeslagare kallas de ofta ”accretion-powered pulsarer.””Spin-powered pulsars” drivs av stjärnrotationen, eftersom högenergielektroner interagerar med pulsars magnetfält ovanför polerna. Unga neutronstjärnor innan de svalnar kan också producera pulser av röntgenstrålar när vissa delar är varmare än andra.
eftersom material inom en pulsar accelererar inom magnetosfären hos en pulsar, producerar neutronstjärnan gammastrålning. Överföringen av energi i dessa gamma-ray pulsars saktar stjärnans spinn.,
flimringen av pulsar är så förutsägbar att forskare överväger att använda dem för rymdfärdsnavigering.
”några av dessa millisekundpulsarer är extremt vanliga, klockliknande vanliga,” Keith Gendreau of NASA”s Goddard Space Flight Center i Maryland, berättade för pressens medlemmar 2018.
”vi använder dessa pulsars på samma sätt som vi använder atomklockorna i ett GPS-navigationssystem”, sa Gendreau.
den genomsnittliga neutronstjärnan har ett kraftfullt magnetfält., Jordens magnetfält är runt 1 gauss, och solen är runt några hundra gauss, enligt astrofysiker Paul Sutter. Men en neutronstjärna har en biljon gauss magnetfält.
magnetarer har magnetfält tusen gånger starkare än den genomsnittliga neutronstjärnan. Det resulterande draget gör att stjärnan tar längre tid att rotera.
”som sätter magnetarer på No.1-platsen, regerande mästare i den universella ”starkaste magnetfältet” – tävlingen, säger Sutter. ”Siffrorna är där, men det är svårt att linda våra hjärnor runt dem.,”
dessa fält orsakar kaos på sina lokala miljöer, med atomer som sträcker sig in i penna-tunna stavar nära magnetarer. De täta stjärnorna kan också driva utbrott av högintensiv strålning.
”kom för nära en (säg inom 1000 kilometer eller cirka 600 miles), och magnetfälten är starka nog att störa inte bara din bioelektricitet-vilket gör dina nervimpulser hilariously värdelösa – men din mycket molekylära struktur, säger Sutter. ”I en magnetar” s fält, du bara typ av … upplösas.,”
kraschar stjärnor
som normala stjärnor kan två neutronstjärnor kretsa om varandra. Om de är nära nog, kan de även spiral inåt till sin undergång i en intensiv fenomen som kallas en ” kilonova.,”
kollisionen mellan två neutronstjärnor gjorde vågor hörda ” runt om i världen 2017, när forskare upptäckte gravitationsvågor och ljus som kommer från samma kosmiska smashup. Forskningen gav också det första solida beviset på att neutronstjärnkollisioner är källan till mycket av universums guld, platina och andra tunga element.
”ursprunget till de riktigt tyngsta kemiska elementen i universum har förvirrat det vetenskapliga samfundet under ganska lång tid”, sade Hans-Thomas Janka, en seniorforskare vid mpa i ett uttalande., ”Nu har vi det första observationsbeviset för neutronstjärnsammanslagningar som källor. faktum är att de mycket väl kan vara den främsta källan till r-processelementen”, som är element tyngre än järn, som guld och platina.
den kraftfulla kollisionen släppte enorma mängder ljus och skapade gravitationsvågor som krusade genom universum. Men vad som hände med de två objekten efter deras smashup är fortfarande ett mysterium.,
”vi vet inte riktigt vad som hände med föremålen i slutet,”David Shoemaker, en senior forskare vid MIT och en talesman för LIGO Scientific Collaboration, sa vid en 2017-presskonferens. ”Vi vet inte om det är ett svart hål, en neutronstjärna eller något annat.”
observationerna anses vara de första av många som kommer.,
”vi förväntar oss att fler neutronstjärniga fusioner snart kommer att observeras, och att observationsdata från dessa händelser kommer att avslöja mer om materiens interna struktur”, säger studieledare Andreas Bauswein, från Heidelbergs institut för teoretiska studier i Tyskland, i ett uttalande.
Följ Nola Taylor Redd på @NolaTRedd, Facebook eller Google+. Följ oss på @Spacedotcom, Facebook eller Google+.