Video

Bản trích

Những ngôi sao neutron là một trong những vật thể kỳ lạ và dữ dội nhất vũ trụ.

Như một hạt nhân nguyên tử khổng lồ với đường kính chỉ vài kilomet,

nhưng nặng như một ngôi sao.

Sự tồn tại của nó bắt nguồn từ cái chết của một thứ to lớn khác.

Những ngôi sao tồn tại dựa trên sự cân bằng yếu ớt.

Khối lượng của từ hàng tỉ đến hàng nghìn tỉ tấn plasma nóng chảy

bị kéo vào trong bởi lực hấp dẫn

và vật chất bị ép với nhau bằng 1 lực mạnh đến mức hạt nhân hợp nhất với nhau

Hiđro hợp nhất thành hêli.

Phản ứng này giải phóng năng lượng phản lại với lực hấp dẫn để thoát ra ngoài.

Ngôi sao vẫn sẽ ổn định miễn hai lực này còn cân bằng.

Nhưng cuối cùng, hiđro sẽ cạn kiệt.

Những ngôi sao cỡ vừa như mặt trời của chúng ta sẽ vào giai đoạn trở nên to lớn hơn

khi chúng đốt cháy hêli thành cacbon và oxi

trước khi trở thành những ngôi sao lùn trắng.

Nhưng với những ngôi sao nặng gấp nhiều lần mặt trời,

mọi thứ trở nên thú vị hơn khi nó cạn kiệt heli.

Trong một khoảnh khắc, sự cân bằng giữa áp suất và bức xạ đạt đỉnh điểm

và lực hấp dẫn chiến thắng, nó nén chặt ngôi sao hơn trước.

Lõi sao nóng hơn và đốt vật chất nhanh hơn

trong khi các lớp ngoài của ngôi sao phình ra hàng trăm lần

và hợp nhất thành các vật chất nặng hơn và nặng hơn nữa.

Cacbon thành neon trong hàng thế kỉ,

neon thành oxi trong hàng năm,

oxi thành silicon trong hàng tháng,

silicon thành sắt trong một ngày

Và…

…cái chết.

Sắt là nguyên tố ổn định nhất.

Nó không có năng lượng để cho đi và nó không thể hợp nhất được.

Phản ứng tổng hợp đột nhiên dừng lại, và sự cân bằng kết thúc.

Không còn áp suất để đẩy vật chất ra khỏi tâm từ phản ứng tổng hợp,

lõi sao bị nghiền nát bởi trọng lượng khổng lồ của phần vỏ.

Những gì xảy ra bây giờ, khá tuyệt vời nhưng cũng rất đáng sợ.

Các hạt như electron và proton thật sự không muốn ở gần nhau.

Nhưng áp lực sụp đổ của ngôi sao mạnh đến mức

các hạt proton và electron hợp thành neutron,

rồi bị nén chặt như những hạt nhân nguyên tử

Một quả cầu sắt, với kích cỡ bằng Trái Đất

tưởng tượng ta nén thành một quả bóng vật chất tinh khiết bằng với kích cỡ bằng một thành phố.

Nhưng không chỉ phần lõi, cả ngôi sao sẽ sụp đổ.

Lực hấp dẫn kéo lớp ngoài của ngôi sao vào lõi với vận tốc lên đến 75.000 km/s (1/4 tốc độ ánh sáng).

Sự sập đổ này bật ra khỏi lõi ngôi sao

tạo ra một sóng xung kích toả ra ngoài

thổi bay hầu hết vật chất của ngôi sao vào không gian.

Đây là vụ nổ siêu tân tinh, và nó sẽ rọi sáng toàn bộ thiên hà.

Những gì còn lại của ngôi sao bây giờ là sao neutron.

Nó có khối lượng gấp hàng triệu lần Trái Đất,

nhưng được nén thành một vật thể rộng cỡ 25 kilômet.

Nó đặc đến mức khối lượng của toàn bộ loài người

sẽ bằng với một centimet khối vật chất của sao neutron

Như thế là vào khoảng một tỉ tấn

nhưng kích cỡ chỉ bằng một viên đường.

Nói cách khác, là đặt cả núi Everest trong một ly cà phê.

Từ bên ngoài, một ngôi sao neutron cực kỳ khó tin.

Lực hấp dẫn của nó rất mạnh, chỉ kém lỗ đen một chút.

và nếu nó đặc hơn nữa, nó sẽ trở thành một lỗ đen.

Ánh sáng bị bẻ cong xung quanh nó,

nghĩa là ta có thể nhìn thấy mặt trước và một phần của mặt sau nó.

Nhiệt độ bề mặt của nó lên đến 1.000.000 độ C so với chỉ 6.000 độ C của Mặt Trời.

Bây giờ, hãy xem xem bên trong nó có gì nào?

Mặc dù những hạt nhân nguyên tử khổng lồ này là ngôi sao,

nhưng theo nhiều nghĩa, chúng cũng giống như những hành tinh,

với lớp vỏ rắn bao bọc phần lõi lỏng.

Lớp vỏ của nó cực kỳ rắn chắc.

Các lớp ngoài cùng được tạo bởi nguyên tử sắt còn lại sau vụ nổ siêu tân tinh

nén chặt với nhau trong một mạng tinh thể

với một biển electron chạy xung quanh nó.

Càng xuống sâu, lực hấp dẫn càng nén các hạt nhân nguyên tử gần nhau hơn,

và càng ngày càng ít proton hơn, vì chúng phần lớn đã hợp thành neutron.

Cho đến khi chúng ta đến đáy của phần vỏ.

Tại đây, nguyên tử bị ép mạnh đến mức

chúng bắt đầu chạm vào nhau.

Proton và neutron được sắp xếp lại

tạo thành nguyên tử khổng lồ với hàng triệu proton và neutron

có hình dạng như mỳ spaghetti và lasagna,

nhứng thứ mà các nhà vật lý học gọi là nuclear pasta (tạm dịch: mì ống hạt nhân).

Nuclear pasta đậm đặc đến mức nó có thể là vật liệu bền và cứng nhất trong vũ trụ,

hiểu một cách đơn giản: nó không thể bị phá hủy.

Các cục nuclear pasta ở trong sao neutron

có thể tạo nên các ngọn núi

hầu hết chỉ cao khoảng vài centimet,

nhưng lại nặng gấp nhiều lần dãy Himalaya.

Cuối cùng, bên dưới lớp nền, ta đến lõi sao.

Chúng ta chưa biết rõ được thuộc tính của vật chất khi chúng bị ép chắt đến mức này.

Proton và neutron có thể bị phân rã thành một biển quark,

còn được gọi là quark-gluon plasma.

Một số hạt quark có thể biến thành hạt quark lạ

tạo ra một loại vật chất lạ, với tính chất vô cùng siêu cực,

mà chúng tôi đã làm cả một video về nó trước đây.

Hoặc, có thể lõi vẫn chỉ là proton và neutron.

Nhưng không ai biết chắc cả, đó là lý do chúng ta sử dụng đến khoa học.

Đó là tất cả rồi, bây giờ hãy ra quay trở lại không gian nào.

Khi sao neutron sụp đổ

Chúng có đặc điểm là quay cực kỳ nhanh, như một vũ công balê đã thu tay lại.

Những vũ công không gian này có thể quay nhiều vòng trong một giây.

Việc này tạo ra xung,

vì từ trường của nó phát ra một luồng sóng bức xạ,

được tạo ra khi hoàn thành mỗi vòng quay.

Những xung vô tuyến này là loại sao neutron nổi tiếng nhất

Chúng ta đã tìm được khoảng 2000 sao xung ở Dải Ngân hà.

Từ trường của chúng mạnh nhất trong vũ trụ,

gấp hàng triệu tỉ lần từ trường của Trái Đất ngay khi chúng vừa được tạo thành.

Nó được gọi là Sao Từ cho tới khi suy yếu đi một chút.

Nhưng loại sao neutron tuyệt nhất là hệ sao đôi gồm hai sao neutron.

Bằng cách giải phóng năng lượng dưới dạng sóng hấp dẫn, tạo ra những chỗ lồi trên mặt phẳng không - thời gian, quỹ đạo của chúng sẽ suy yếu dần

và lao vào nhau rồi tạo nên một vụ nổ kilonova (siêu tân tinh quá-trình-r) làm vật chất của chúng bị bắn ra ngoài.

Khi chuyện đó xảy ra, các điều kiện trở nên siêu cực hơn nữa,

vì ngay tại thời điểm này, nguyên tố nặng được tạo ra một lần nữa.

Nhưng lần này không phải phản ứng hợp hạch,

mà là những vật chất nặng giàu neutron tách ra và tập hợp lại.

Chỉ mới gần đây,

chúng ta mới biết được đây có lẽ là nguồn gốc của hầu hết nguyên tố nặng trong vũ trụ

như vàng, urani, bạch kim, và hàng tá nguyên tố khác nữa.

Giờ chúng ta có hai ngôi sao neutron sụp đổ và trở thành một hố đen, chúng chết thêm một lần nữa.

Những ngôi sao không chỉ phải chết đi để có thể tạo ra các nguyên tố, chúng còn phải chết hai lần.

Trải qua hàng triệu năm, những nguyên tử này sẽ hòa lại với thiên hà, một số chúng nằm trong các đám bụi.

Trọng lực kéo chúng lại với nhau, tạo thành một ngôi sao hoặc hành tinh mới, và quá trình lại bắt đầu.

Hệ mặt trời của chúng ta là một ví dụ,

chúng ta và những thứ xung quanh đều là những gì còn lại từ các ngôi sao neutron.

Toàn bộ các công nghệ, thế giới hiện đại của chúng ta đều được xây dựng từ nguyên tố của các sao neutron tạo ra trong quá khứ xa xôi.

Những nguyên tử đó du hành 13 tỷ năm hợp thành và tạo nên chúng ta và thế giới này.

Điều đó thật tuyệt!

Còn bây giờ, chúng ta có thể nhìn chúng trên ảnh.

Bộ lịch “Kỉ nguyên không gian năm 12.020 của loài người” đã được phát hành.

Bạn có thể đặt nó ngay, trước khi chúng tôi bán hết hàng

và sẽ không bao giờ phát hành nữa.

Ghé thăm những thành phố trên không ở sao Kim,

Các vệ tinh Dyson trên sao Thủy,

và du hành qua Hệ Mặt Trời của chúng ta.

Vận chuyển từ Hoa Kỳ

và lần đầu tiên từ Châu Âu,

nhưng chúng tôi vận chuyển đến mọi quốc gia trên thế giới.

Bạn cũng có thể mua thú nhồi bông, áo hoodie, hoặc áp phích…

Chúng tôi có một số ưu đãi tốt cho bạn.

Dùng nó để làm quà Giáng Sinh cho bạn bè, gia đình, và trẻ con,

hoặc để bạn quên đi thực tế rằng,

có hàng triệu, hàng triệu hành tinh giống Trái Đất với điều kiện có thể duy trì sự sống trong vũ trụ khả kiến này

… bạn sẽ chẳng bao giờ được đến thăm bất kỳ hành tinh nào cả.

Những năm trước, chúng tôi đều bán được hết lịch,

nên không có gì phải vội đâu, nhưng hãy nhanh lên.

Mua hàng từ cửa hàng chúng tôi là cách tốt nhất để ủng hộ Kurzgesagt.

Nhờ có bạn, chúng tôi mới có thể duy trì kênh này miễn phí cho tất cả mọi người

và làm những điều tốt lành.

Chúc mừng năm 12.020.

Xin cảm ơn và hẹn gặp lại