Video

Transkripcija

Neutronske su zvijezde jedne od najekstremnijih i najsilovitijih stvari u svemiru

Velike atomske jezgre, samo par kilometara u promjeru,

ali masivne poput zvijezda.

I svoje postojanje duguju smrti nečeg veličanstvenog.

Zvijezde postoje zbog krhke ravnoteže.

Masa milijuna milijardi milijardi tona vruće plazme

se gravitacijom povlače prema unutrašnjosti

i stišću materijal skupa sa jako puno sile da se atomske jezgre spoje.

Vodik se spaja u helij.

To oslobađa energiju koja gura protiv gravitacije i pokušava pobjeći.

Sve dok ta ravnoteža postoji, zvijezde su prilično stabilne.

Eventualno, vodik će biti iscrpljen.

G klase zvijezde, poput našeg Sunca, prolaze kroz divovsku fazu,

gdje sagorijevaju helij u ugljik i kisik

prije nego što se konačno pretvore u bijele patuljke.

Ali u zvijezdama mnogostruko veće mase od Sunca,

stvari postaju zanimljive kada se helij iscrpi.

Na trenutak, ravnoteža tlaka i vrhovi zračenja,

i gravitacija pobjeđuju, stisnuvši zvijezdu čvršće nego prije.

Jezgra sagorijeva toplije i brže,

dok vanjski dijelovi zvijezde nabubre stotinama puta,

spajajući sve teže i teže elemente.

Ugljik izgori u neon stoljećima,

neon u kisik u godinu dana,

kisik u silicij mjesecima,

i silicij u željezo u danu.

I onda…

…smrt.

Željezo je nuklearni pepeo.

Nema energije za davanje i ne može se spajati.

Fuzija iznenada stane, i ravnoteža završava.

Bez vanjskog pritiska od fuzije,

jezgra je zgnječena od ogromne težine zvijezde iznad toga.

Što se sada događa je sjajno i strašno.

Čestice, poput elektrona i protona, doista ne žele biti blizu jedno drugoga.

Ali pritisak urušavajuće zvijezde je toliko veliki

da se elektroni i i protoni spajaju u neutrone,

koji se zatim stisnu skupa jednako čvrsto kao u atomskim jezgrama.

Željezna kugla, veličine Zemlje,

stisnuta je u kuglu čiste nuklearne materije, veličine grada.

Ali ne samo jezgra; Cijela zvijezda implodira,

gravitacija povlači vanjske slojeve pri 25% brzine svjetlosti.

Ta implozija odskače od željezne jezgre,

proizvodeći udarni val koji eksplodira prema van

i katapultira ostatak zvijezde u svemir.

To nazivamo eksplozijom supernove, i ona će zasjeniti čitave galaksije.

Ono što ostaje od zvijezde je sada neutronska zvijezda.

Njezina je masa oko milijun puta veća od mase Zemlje

ali stisnuta u objekt širok oko 25 kilometara

Toliko je gusta da bi masa svih živih ljudi

stala u jedan kubični centimetar tvari neutronske zvijezde.

To je otprilike milijardu tona

u prostoru veličine kocke šećera.

Na drugi način, to je Mount Everest u šalici kave.

Izvana, neutronska zvijezda je nevjerojatno ekstremna.

Njezina je gravitacija najjača, osim crnih rupa,

i ako bi postala gušća, postala bi crna rupa.

Svjetlost se savija oko nje,

što znači da možete vidjeti prednji dio i dijelove leđa.

Njihove površine dostižu 1,000,000 stupnjeva Celzijevih, u usporedbi s sićušnim 6,000 stupnjeva našeg Sunca.

U redu, pogledajmo unutrašnjost neutronske zvijezde.

Iako, su ove divovske jezgre zvijezde,

na mnoge načine, one su kao planeti,

sa čvrstom korom preko tekuće jezgre.

Kora je izuzetno tvrda.

Vanjski su slojevi napravljeni od željeza preostalog od supernove,

stisnuti zajedno u kristalnu rešetku,

sa morem elektrona kroz njih.

Ulazeći dublje, gravitacija stisne jezgre bliže jednu drugoj.

Pronalazimo sve manje protona, koji se većinom sjedine u neutrone.

Dok ne stignemo do osnove kore.

Ovdje, jezgre su toliko stisnute zajedno

da se počinju dodirivati.

Protoni i neutroni se preuređuju,

izrađuju duge cilindre ili listove,

goleme jezgre s milijunima protona i neutrona

uobličene kao špageti i lazanje,

koje fizičari nazivaju “nuklearnom tjesteninom”.

Nuklearna tjestenina je toliko gusta da bi mogla biti najsnažniji materijal u svemiru

u osnovi neraskidivo.

Grudvice tjestenine unutar neutronske zvijezde

mogu čak napraviti planine

najviše par centimetri visoke,

ali više puta teže od Himalaja.

Eventualno, ispod tjestenine, dolazimo do kore.

Nismo prilično sigurni koja su svojstva materije kada su stisnute toliko jako.

Protoni i neutroni bi se mogli rastopiti u oceanu kvarkova,

takozvana kvark-gluonska plazma.

Nekih od tih kvarkova mogu se pretvoriti u čudne kvarkove,

praveći, neku čudnu materiju, sa svojstvima tako ekstremnim,

da smo napravili cijeli video o tome.

Ili, možda samo ostanu protoni i neutrone.

Nitko ne zna sa sigurnošću, i zato radimo znanost.

To su sve teške stvari, doslovno, tako da se vratimo u svemir.

Kada se neutronske zvijezde prvo raspadaju,

počinju se vrtjeti vrlo, vrlo brzo, poput balerine koja povlači ruke za sobom.

Neutronske zvijezde su nebeske balerine koje se vrte mnogo puta u sekundi.

To stvara impulse

jer njihovo magnetsko polje stvara snop radio valova,

koji prolazi svaki put kada se okreće.

Ovi radio pulsi su najpoznatija vrsta neutronske zvijezde.

U Mliječnoj Stazi je poznato oko 2.000.

Ta su magnetska polja najjača u svemiru,

kvadrilijum puta jača od Zemlje nakon što su se rodili.

Zovu se magnetari dok se malo ne smire.

Ali apsolutno najbolja vrsta neutronskih zvijezda su prijatelji s drugim neutronskim zvijezdama.

Zračenjem energije kao što su gravitacijski valovi, valovi u prostornom vremenu, njihove orbite mogu propadati,

i mogu se srušiti i ubiti jedno drugo u eksploziji kilonove koja izbacuje mnogo njihovih utroba.

Kad to učine, uvjeti postaju tako ekstremni

da se, na trenutak, opet napravi teška jezgra.

Ovo nije fuzija koja ovaj put sastavlja jezgre,

nego teška tvar bogata neutronom raspada se i sastavlja.

Tek nedavno,

naučili smo da je ovo vjerojatno podrijetlo većine teških elemenata u svemiru,

poput zlata, urana i platine, i još desetaka drugih.

Tako se sada dvije neutronske zvijezde urušavaju i postaju crna rupa, ponovno umirajući.

Ne samo da zvijezde moraju umrijeti da bi stvorile elemente, već moraju umrijeti i dva puta.

Kroz milijuna godina ti će se atomi miješati natrag u galaksiju,

ali neki od njih završe u oblaku kojeg gravitacija povlači zajedno da oblikuju zvijezde i planete, ponavljajući ciklus.

Naš solarni sistem je jedan primjer,

i ostatci tih neutronskih zvijezda koje su došle prije nas su svuda oko nas.

Čitav naš moderni tehnološki svijet izgrađen je od elemenata neutronskih zvijezda načinjenih u eonima prošlosti,

šaljući ove atome na trinaest milijardi godina putovanje kako bi se okupili i učinili nas i naš svijet.

I to je prilično super.

Dotad, možemo ih samo gledati na papiru.