A neutroncsillagok az óriási csillagok maradványai, amelyek egy szupernóva néven ismert tüzes robbanás során meghaltak. Egy ilyen kitörés után ezeknek a volt csillagoknak a magjai egy ultrahangos tárgyba tömörülnek, és a nap tömegét egy város méretű golyóba csomagolják.
Hogyan alakulnak ki a neutroncsillagok?
A közönséges csillagok megtartják gömb alakjukat, mert hatalmas tömegük súlyossága megpróbálja a gázokat egy középpont felé húzni, de a magukban a nukleáris fúzióból származó energia kiegyensúlyozza azt, amely a NASA szerint külső nyomást gyakorol. Életük végén a csillagok, amelyeknek a nap tömege négy-nyolcszorosa, a rendelkezésre álló üzemanyag révén égnek és belső fúziós reakcióik megszűnnek. A csillagok külső rétegei gyorsan befelé omlanak, lepattannak a vastag magról, majd erőszakos szupernóvaként újra robbantanak fel.
De a sűrű mag továbbra is összeomlik, olyan nagy nyomást generálva, hogy a protonok és az elektronok összecsukódnak neutronokká, valamint neutrínóknak nevezett könnyű részecskékkel, amelyek elmenekülnek a távoli univerzumba. A végeredmény egy csillag, amelynek tömege 90% neutron, amelyet nem lehet szorosabbra szorítani, és ezért a neutroncsillag nem bontható tovább.
A neutroncsillag jellemzői
A csillagászok először az 1930-as években, röviddel a neutron felfedezése után teoretkoztak ezen bizarr csillagok létezéséről. De a tudósok csak 1967-ben kaptak jó bizonyítékokat a neutroncsillagokról a valóságban. Az angol fizikai társaság szerint Jocelyn Bell nevű végzős hallgató az angliai Cambridge-i egyetemen furcsa impulzusokat észlelt rádióteleszkópjában, amely olyan rendszeresen érkezett, hogy először azt gondolta, hogy egy idegen civilizáció jele lehet. A minták kiderült, hogy nem E.T. hanem inkább a gyorsan forgó neutroncsillagok által kibocsátott sugárzás.
A szupernóva, amely neutroncsillagot eredményez, nagy energiát bocsát ki a kompakt objektumba, azaz a tengelyén másodpercenként 0,1 és 60-szor, másodpercenként akár 700-szor is forog. Ezeknek az entitásoknak a félelmetes mágneses terei nagy teljesítményű sugárzási oszlopokat eredményeznek, amelyek a világon, mint világítótorony sugarai, át tudnak sávodni, és létrehozzák az úgynevezett pulzort.
A neutroncsillagok tulajdonságai teljesen kimaradnak ebből a világból - egy teáskanálnyi neutroncsillag anyag milliárd tonna súlyú lenne. Ha valahogy haldoklás nélkül állnának a felületükön, akkor 2 milliárdszor erősebb gravitációs erőt tapasztalnál meg, mint amit a Földön érzel.
A hétköznapi neutroncsillagok mágneses tere több milliárdszor erősebb lehet, mint a Földé. Néhány neutroncsillag még szélsőségesebb mágneses terekkel rendelkezik, az átlagos neutroncsillag ezer vagy többszörösére. Ez létrehozza a mágneses néven ismert tárgyat.
A mágneses felületén fellépő csillagrengések - amelyek egyenértékűek a földkéreg mozdulatokkal, amelyek földrengéseket generálnak - óriási mennyiségű energiát bocsáthatnak ki. A NASA szerint a mágnesek a másodperces tizedben több energiát termelhetnek, mint amennyit a nap bocsátott ki az elmúlt 100 000 évben.
Kutatás neutroncsillagokról
A kutatók fontolóra vették a neutroncsillagok stabil, óraszerű impulzusának használatát az űrhajók navigációjának elősegítésére, ugyanúgy, mint a GPS-sugarak segítenek az emberek irányításában a Földön. A Nemzetközi Űrállomáson a Station Explorer forrásának röntgen időmérési és navigációs technológiának (SEXTANT) nevezett kísérlet képes volt a pulzátorok által kibocsátott jel felhasználásával kiszámítani az ISS helyét 16 mérföldre (10 mérföld) belül.
De még sokat kell érteni a neutroncsillagokról. Például 2019-ben a csillagászok észrevették a legtömegebb neutroncsillagot - a napunk tömegének körülbelül 2,14-szerese olyan gömbbe volt csomagolva, amely valószínűleg 20 km-re 12,4 mérföld körül lenne. Ebben a méretben az objektum éppen abban a határban van, amikor fekete lyukba kellett volna esnie, tehát a kutatók alaposan megvizsgálják, hogy jobban megértsék az esetleges munka furcsa fizikáját, amely azt feltartja.
A kutatók új eszközöket is szereznek a neutroncsillagok dinamikájának jobb tanulmányozására. A Lézer-interferométer gravitációs-hullám-megfigyelőközpont (LIGO) segítségével a fizikusok megfigyelhetik a két gravitációs hullám által kibocsátott gravitációs hullámokat, amikor két neutroncsillag körbekerül, majd összeütközik. Ezeknek a hatalmas fúzióknak a felelőssége lehet sok nemesfémet előállítani a Földön, köztük a platina és az arany, valamint a radioaktív elemek, például urán.
