Video

Transkrypcja

Gwiazdy neutronowa są jednymi z najbardziej ekstremalnych obiektów we wszechświecie.

Są jak ogromne jądra atomowe o średnicy mierzonej w kilometrach. Niewiarygodnie gęste i gwałtowne.

Ale jak coś takiego może w ogóle istnieć?

Życie gwiazdy zależy od dwóch, zrównoważonych sił - własnej grawitacji i ciśnienia promieniowania swojej fuzji.

W jądrach gwiazd wodór łączony jest w hel. Po pewnym czasie w jądrze brakuje wodoru.

Jeśli gwiazda jest dostatecznie masywna, hel łączony jest teraz w węgiel.

Jądra tych masywnych gwiazd stają się rozwarstwione jak cebule. Cięższe jądra atomowe gromadzą się w środku.

Węgiel łączy się w neon, który prowadzi do tlenu, a ten do silikonu. Ostatecznie reakcja dochodzi do żelaza, które nie może połączyć się w cięższy pierwiastek.

Gdy fuzja się zatrzymuje, ciśnienie promieniowania gwałtownie spada. Gwiazda nie jest już w równowadze.

I gdy masa jądra przekroczy około 1,4 mas słońca następuje katastrofalna zapaść.

Zewnętrzna część jądra osiąga prędkości do 70.000 km/s i zapada się do środka gwiazdy.

Teraz tylko podstawowe siły wewnątrz atomów walczą z zapaścią grawitacyjną.

Odpychanie się elektronów zgodne z mechaniką kwantową zostaje przezwyciężone, więc elektrony i protony łączą się tworząc neutrony upakowane gęsto jak jądra atomowe.

Zewnętrzne warstwy gwiazdy zostają wystrzelone w przestrzeń w gwałtownym wybuchu supernowej.

Więc teraz mamy gwiazdę neutronową. Jej masa wynosi od 1 do 3 słońc, ale jest skompresowana do obiektu o średnicy około 25 km.

500.000 mas Ziemi w tej niewielkiej kuli o rozmiarze porównywalnym do Manhattan’u.

Jest tak gęsta, że 1 cm sześcienny gwiazdy neutronowej zawiera tyle samo masy co żelazny sześcian o boku 700 m.

To około miliard ton, masywne jak Mount Everest, zajmująca przestrzeń kostki cukru.

Grawitacja gwiazdy neutronowej jest równie imponująca. Gdyby zrzucić obiekt z 1 m na powierzchnie, uderzyłby gwiazdę w 1 μs i przyspieszyłby do 7,2 miliona km/h.

Powierzchnia jest super płaska, z nieregularnościami maksymalnie 5 mm, z super cienką atmosferą bardzo gorącej plazmy.

Temperatura powierzchni wynosi około 1 miliona Kelwinów, w porównaniu do 5.800 Kelwinów jaką ma powierzchnia słońca.

Zajrzyjmy do środka gwiazdy neutronowej. Skorupa jest ekstremalnie gorąca, najprawdopodobniej składa się z sieci jąder atomów żelaza i wolno pływających elektronów.

Im bliżej do jądra gwiazdy tym więcej neutronów i mniej protonów aż w końcu pozostaje tylko niezwykle gęsta mieszanka niezliczonych neutronów.

Jądra gwiazd neutronowych są bardzo dziwne. Nie jesteśmy pewni ich właściwości, ale przypuszczamy, że jest to nadciekła, zdegenerowana materia neutronowa lub jakiś rodzaj super-gęstej materii kwarkowej - plazmy kwarkowo-gluonowej.

Wydaje się to nie mieć sensu w znaczeniu tradycyjnym - istnieje tylko w tak niezwykle ekstremalnych warunkach.

Pod wieloma względami gwiazdy neutronowe są podobne do olbrzymich jąder atomowych, z tą różnicą, że jądra utrzymują się przez tzw. oddziaływanie silne,

a gwiazdy neutronowe przez grawitację.

Gdyby to nie było wystarczająco ekstremalne, przyjrzyjmy się pozostałym ich właściwościom. Gwiazdy neutronowe obracają się bardzo, bardzo szybko.

Młode nawet kilka razy na sekundę.

I jeżeli w okolicy znajduje się biedna gwiazda karmiąca gwiazdę neutronową, ta może zacząć obracać się kilkaset razy na sekundę.

Tak jak obiekt PSRJ1748-2446ad. Obraca się on w przybliżeniu z prędkością 252 milionów kilometrów na godzinę.

To tak szybko, że gwiazda ma przez to nieco dziwny kształt. Obiekty takie nazywamy pulsarami, ponieważ emitują silny sygnał radiowy.

A pole magnetyczne gwiazdy neutronowej jest niemal miliard razy silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi.

Jest ono tak silne, że atomy wyginają się pod jego wpływem.

Gwiazdy neutronowe są bez wątpienia jednymi z najbardziej ekstremalnych, ale i najfajniejszych obiektów we wszechświecie.

Być może pewnego dnia wyślemy statki kosmiczne, by dowiedzieć się o nich nieco więcej i zrobimy trochę fajnych zdjęć.

Nie powinniśmy jednak podlatywać zbyt blisko.