Kaj se zgodi, ko orjaške zvezde eksplodirajo? Ustvarjajo supernove, ki so nekateri najbolj dinamični dogodki v vesolje. Te zvezdne soglasja ustvarjajo tako intenzivne eksplozije, da lahko svetloba, ki jo oddajajo, zasije celoto galaksije. Vendar od ostanka ustvarijo tudi nekaj veliko bolj čudnega: nevtronske zvezde.
Nastanek nevtronskih zvezd
Nevtronska zvezda je res gosta, kompaktna kroglica nevtronov. Kako gre torej velika zvezda od sijočega predmeta do drhteče, visoko magnetne in goste nevtronske zvezde? Vse je v tem, kako zvezde živijo svoje življenje.
Zvezde večino svojega življenja preživijo na tistem, kar je znano kot glavno zaporedje. Glavno zaporedje se začne, ko zvezda vžge jedrsko fuzijo v svojem jedru. Konča se, ko je zvezda izčrpala vodik v svojem jedru in začela spajati težje elemente.
Vse gre za mašo
Ko zvezda zapusti glavno zaporedje, bo sledila določeni poti, ki jo je določila njegova masa. Masa je količina materiala, ki ga zvezda vsebuje. Zvezde, ki imajo več kot osem sončnih mas (ena sončna masa je enaka masi našega Sonca) bo zapustil glavno zaporedje in šel skozi več faz, ko bodo še naprej varovali elemente železo.
Ko se fuzija v jedru zvezde preneha, se zaradi velike težnosti zunanjih plasti začne krčiti ali padati nase. Zunanji del zvezde "pade" na jedro in popusti, da bi ustvaril ogromno eksplozijo, imenovano supernova tipa II. Odvisno od mase samega jedra bo bodisi postala nevtronska zvezda ali črna luknja.
Če je masa jedra med 1,4 in 3,0 sončne mase, bo jedro postalo le nevtronska zvezda. Protoni v jedru trčijo z zelo visokoenergijskimi elektroni in ustvarjajo nevtrone. Jedro se strdi in skozi material, ki pada nanj, pošlje udarne valove. Zunanji material zvezde se nato izpusti v okoliški medij in ustvari supernovo. Če je material jedra večji od treh mas sonca, obstaja velika verjetnost, da se bo še naprej stiskal, dokler ne tvori črne luknje.
Lastnosti nevtronskih zvezd
Nevtronske zvezde so težki predmeti za proučevanje in razumevanje. Izpuščajo svetlobo v širokem delu elektromagnetnega spektra - različne valovne dolžine svetlobe - in zdi se, da se od zvezde do zvezde precej razlikujejo. Vendar že samo dejstvo, da ima vsaka nevtronska zvezda različno lastnosti, lahko astronomom pomaga razumeti, kaj jih poganja.
Morda je največja ovira pri preučevanju nevtronskih zvezd ta, da so neverjetno goste, tako goste, da bi 14-unčna pločevina materiala nevtronskih zvezd imela toliko mase kot naša Luna. Astronomi ne morejo modelirati takšne gostote tukaj na Zemlji. Zato je težko razumeti fizika tega, kar se dogaja. Zato je preučevanje svetlobe teh zvezd tako pomembno, saj nam daje namige, kaj se dogaja znotraj zvezde.
Nekateri znanstveniki trdijo, da v jedrih prevladuje bazen brezplačnih kvarkov - temeljnih gradnikov zadeva. Drugi trdijo, da so jedra napolnjena s kakšno drugo vrsto eksotičnih delcev, kot so pioni.
Nevtronske zvezde imajo tudi intenzivna magnetna polja. In prav ta polja so delno odgovorna za ustvarjanje rentgenskih žarkov in gama žarki ki se vidijo iz teh predmetov. Ko se elektroni pospešujejo okoli in vzdolž linij magnetnega polja, ki jih oddajajo sevanje (svetloba) v valovnih dolžinah od optičnih (svetloba, ki jih lahko vidimo z očmi) do zelo visoko energijskih gama-žarkov.
Pulsarji
Astronomi sumijo, da se vse nevtronske zvezde vrtijo in to počnejo dokaj hitro. Posledično nekatera opazovanja nevtronskih zvezd dajejo "impulzni" emisijski podpis. Tako se nevtronske zvezde pogosto imenujejo PULSAT STARS (ali PULSARS), vendar se razlikujejo od drugih zvezd, ki imajo spremenljivo emisijo. Pulsiranje nevtronskih zvezd je posledica njihovega rotacija, kjer kot druge zvezde, ki pulzirajo (kot so cefidne zvezde), utripa, ko se zvezda širi in krči.
Nevtronske zvezde, pulsarji in črne luknje so nekateri najbolj eksotični zvezdni predmeti v vesolju. Razumevanje le-teh je le del spoznavanja fizike velikanskih zvezd in kako se rojevajo, živijo in umirajo.
Uredil Carolyn Collins Petersen.