Што е неутронска ѕвезда?

25

Според некои, неутронските ѕвезди се најегзотичните објекти во Универзумот. Тие можат да се споредат со некои од оние луѓе кои сакаат да бидат најдобри во сѐ. Тие се „шампиони“ во гравитација на површината, сила на магнето поле, густина и температура.

Можеби веќе се запрашавте што е со црните дупки? Зарем тие не беа најгусти? Но, во суштина густината на црните дупки не можеме да ја измериме, нејзината вредност е скриена зад хоризонтот на настани.

Неутронските ѕвезди со цврста кора (исто така и океани и атмосфера) се најгустите цврсти објекти кои можеме да ги набљудуваме – нивната густина е неколку пати поголема од онаа во јадрото на атомот. Материјал со големина на зрно пченка, земен како примерок од една неутронска ѕвезда, тежи колку најтешкиот брод кој некогаш пловел на Земјата – околу 500 000 тони.

Потеклото на неутронската ѕвезда

Се смета дека неутронските ѕвезди се раѓаат при експлозија на супернова, кога ќе заврши животот на ѕвезда со средна големина (грубо 18 до 20 пати повеќе од масата на нашето Сонце). Тогаш, поголем дел од материјалот се губи во Вселената, а она што останува е поранешното јадро со големина на поголем град (дијаметар од 22 km), но сепак, тоа е потешко од нашето Сонце.

Почвата е составена главно од кристално железо, но такви атоми не можат да опстанат длабоко во ѕвездата, па постои транзиција на материјалот меѓу површината и јадрото (т.н. нуклеарна паста). На Земјата не може да се рекреираат условите кои постојат во неутронската ѕвезда, па мистериите за неа – можните присуства на хиперјони или кваркови се мотив за нејзино интензивно проучување.

Неутронските ѕвезди емитуваат сосема малку зрачење во опсегот на видливата светлина, затоа и многу малку се детектирани, главно преку радио бранови. Поради начинот на нивното емитирање, неутронските ѕвезди се познати уште како и „пулсари“. Кога пулс ќе помине во правецот на Земјата, тој може да биде детектиран. Најблискиот пулсар е PSR J0437-4715 на 500 светлински години.

Постојат повеќе видови на пулсари со уникатни особини специфични само за нив. Еве некои од нив.

  • Rotating RAdio Transients (RRATs) – пулсари што емитираат пулсови со нередовна фреквенција
  • Магнетари – пулсари со неверојатно силно магнетно поле
  • Микроквазари – пулсари чијшто исфрлен материјал достига огромни брзини

Сè е во спинот

Типична неутронска ѕвезда ротира еднаш во секунда, што е многу брзо за така масивен и густ објект. Но, ако ѕвездата има нормална ѕвезда за придружник, таа може да се заврти до десетпати побрзо. Овој процес се вика акреција. Обемот на ѕвездата придружник се зголемува низ илјадниците години еволуција. Со тоа таа навлегува во гравитационото поле на неутронската ѕвезда, при што почнува да губи од својот материјал. Со тоа може да ја забрза ротацијата на неутронската ѕвезда, како што кога ќе насочиме млаз вода од црево кон тркало од велосипед… Материјалот (гасот) којшто доаѓа до неутронската ѕвезда е загреан до десетина милиони степени и тогаш ѕвездата ќе почне да зрачи X-зраци, наместо радио бранови. Тоа зрачење е блокирано од Земјината атмосфера, но може да се детектира со некој од телескопите на вселенските агенции.

Всушност најсветлиот објект со X-зраци (покрај Сонцето) најверојатно е неутронската ѕвезда Scorpius X-1.

Настанува нуклеарна фузија

Гасот кој се собира на површината преку процесот на акреција има сличен состав со тој на Сонцето – водород и хелиум и само неколку проценти други елементи. Огромната гравитација која ја поседува неутронската ѕвезда ќе предизвика компресија и загревање на гасот до такви температури, така што може да дојде до нуклеарна фузија на површината на неутронската ѕвезда.

Но тука процесот не тече како на Соцето. Тој е нестабилен, за многу кратко време може да согори целото гориво, а тоа може да резултира со експлозија од X-зрачење видливо низ целата галаксија. Се случуваат на секои неколку часа до неколку дена, па поради тоа тие се најчестите термонуклеарни реакции во Вселената.

Ќе помине време и „горивото“ од ѕвездата придружник ќе се потроши. Тогаш, неутронската ѕвезда може да се врати на својата улога на радио пулсар, но сега ќе се врти многу побрзо – стопати во една секунда. Моментално рекордот го држи PSR J1748-2446ad со 716 вртежи во минута.

Ниту неутронските ѕвезди не можат да бидат активни засекогаш. Кога тогаш, енергијата за спинот ќе избледи, а без ѕвезда придружник да ја „рециклира“ пулсарот веќе нема да можеме да го детектираме. Потоа, неутронската ѕвезда ќе почне постепено да се лади, до бесконечност. Дотогаш неутронските ѕвезди ќе бидат еден вид „лаборатории“ за истражување на материја во екстремни температури и густини.

Превод: Милан Велков

Извор: IFL Science

Сподели.