Huvud vetenskap

Neutron stjärna astronomi

Neutron stjärna astronomi
Neutron stjärna astronomi

Video: Neutronstjärna 2024, Maj

Video: Neutronstjärna 2024, Maj
Anonim

Neutronstjärna, vilken som helst av en klass av extremt täta, kompakta stjärnor som tros vara sammansatt av neutroner. Neutronstjärnor har vanligtvis cirka 20 km (12 miles) i diameter. Deras massor varierar mellan 1,18 och 1,97 gånger solens, men de flesta är 1,35 gånger solens. Således är deras genomsnittliga tätheter extremt höga - cirka 10 14gånger det för vatten. Detta approximerar densiteten inuti atomkärnan, och på vissa sätt kan en neutronstjärna föreställas som en gigantisk kärna. Det är inte definitivt känt vad som är i stjärnans centrum, där trycket är störst; teorierna inkluderar hyperoner, kaoner och pioner. Mellanlagren är mestadels neutroner och är antagligen i ett "överflödigt" tillstånd. Den yttre 1 km (0,6 mil) är fast, trots de höga temperaturerna, som kan vara så höga som 1 000 000 K. Ytan på detta fasta skikt, där trycket är lägst, består av en extremt tät form av järn.

stjärna: Neutron stjärnor

När massan på kvarvarande kärna ligger mellan 1,4 och cirka 2 solmassor blir den uppenbarligen en neutronstjärna med en täthet som är mer än

Ett annat viktigt kännetecken för neutronstjärnor är förekomsten av mycket starka magnetfält, uppåt 10 12 gauss (Jordens magnetfält är 0,5 gauss), vilket gör att järnytan polymeriseras i form av långa kedjor av järnatomer. De enskilda atomerna blir komprimerade och långsträckta i magnetfältets riktning och kan binda ihop ände till ände. Under ytan blir trycket mycket för högt för att enskilda atomer kan existera.

Upptäckten av pulsars 1967 gav det första beviset på förekomsten av neutronstjärnor. Pulsars är neutronstjärnor som avger strålningspulser en gång per rotation. Den utstrålade strålningen är vanligtvis radiovågor, men pulsars är också kända för att avge i optiska, röntgen- och gammastrålande våglängder. De mycket korta perioderna av till exempel Crab (NP 0532) och Vela-pulsarer (33 respektive 83 millisekunder) utesluter möjligheten att de kan vara vita dvärgar. Pulserna är resultatet av elektrodynamiska fenomen som genereras av deras rotation och deras starka magnetfält, som i en dynamo. När det gäller radiopulsars förfaller neutroner vid ytan av stjärnan till protoner och elektroner. När dessa laddade partiklar frigörs från ytan kommer de in i det intensiva magnetfältet som omger stjärnan och roterar tillsammans med den. Accelererat till hastigheter som närmar sig ljusets, avger partiklarna elektromagnetisk strålning genom synkrotronemission. Denna strålning frigörs som intensiva radiostrålar från pulsars magnetpoler.

Många binära röntgenkällor, såsom Hercules X-1, innehåller neutronstjärnor. Kosmiska föremål av detta slag avger röntgenstrålar genom komprimering av material från följeslagarstjärnor som anbringas på deras ytor.

Neutronstjärnor ses också som föremål som kallas roterande radiotransienter (RRAT) och som magnetar. RRAT: erna är källor som avger enstaka radiobristningar men med oregelbundna intervall som sträcker sig från fyra minuter till tre timmar. Orsaken till RRAT-fenomenet är okänd. Magnetarer är mycket magnetiserade neutronstjärnor som har ett magnetfält mellan 10 14 och 10 15 gauss.

De flesta utredare tror att neutronstjärnor bildas av supernovaexplosioner i vilka kollapsen av supernovas centrala kärna stoppas av stigande neutrontryck när kärntätheten ökar till cirka 10 15 gram per kubik cm. Om den kollapsande kärnan är mer massiv än cirka tre solmassor, kan emellertid en neutronstjärna inte bildas, och kärnan skulle förmodligen bli ett svart hål.