Kas nutiks, kai sprogs milžiniškos žvaigždės? Jie kuria supernovos, kurie yra vieni dinamiškiausių įvykių visata. Šie žvaigždžių užsidegimai sukelia tokius intensyvius sprogimus, kad jų skleidžiama šviesa gali išstumti visą galaktikos. Tačiau jie taip pat sukuria kai ką daug lieknesnio: neutronines žvaigždes.
Neutronų žvaigždžių sukūrimas
Neutronų žvaigždė yra tikrai tankus, kompaktiškas neutronų rutulys. Taigi, kaip masyvi žvaigždė pereina nuo šviečiančio objekto prie besisukančios, labai magnetinės ir tankios neutroninės žvaigždės? Viskas priklauso nuo to, kaip žvaigždės gyvena savo gyvenimą.
Žvaigždės didžiąją gyvenimo dalį praleidžia tai, kas vadinama pagrindinė seka. Pagrindinė seka prasideda tada, kai žvaigždė uždega branduolių sintezę savo šerdyje. Jis baigiasi, kai žvaigždė išnaudoja vandenilį savo šerdyje ir pradeda degti sunkesnius elementus.
Viskas apie Mišias
Kai žvaigždė išeis iš pagrindinės sekos, ji eis tam tikru keliu, kurį iš anksto paskyrė jos masė. Masė yra medžiagos kiekis, kurį turi žvaigždė. Žvaigždės, turinčios daugiau nei aštuonias saulės mases (viena saulės masė yra lygi mūsų saulės masei) paliks pagrindinę seką ir pereis keletą fazių, nes jos ir toliau lydys elementus iki geležies.
Susiliejus žvaigždės šerdyje, jis pradeda trauktis arba krinta pats dėl didžiulio išorinių sluoksnių sunkio. Išorinė žvaigždės dalis „nukrenta“ ant šerdies ir atsistato, kad susidarytų masinis sprogimas, vadinamas II tipo supernova. Priklausomai nuo pačios šerdies masės, ji arba taps neutronine žvaigžde, arba juoda skyle.
Jei šerdies masė yra nuo 1,4 iki 3,0 saulės masės, šerdis taps tik neutronine žvaigžde. Šerdyje esantys protonai susiduria su labai didelės energijos elektronais ir sukuria neutronus. Šerdis stangrėja ir siunčia smūgio bangas per medžiagą, kuri ant jo krenta. Tuomet išorinė žvaigždės medžiaga išstumiama į supančią terpę, sukuriant supernovą. Jei likučio šerdies medžiaga yra didesnė nei trys saulės masės, yra didelė tikimybė, kad ji ir toliau susispaus, kol susidarys juodoji skylė.
Neutronų žvaigždžių savybės
Neutronų žvaigždės yra sunkiai tiriami ir suprantami objektai. Jie skleidžia šviesą per didelę elektromagnetinio spektro dalį - įvairius šviesos bangos ilgius - ir atrodo, kad nuo žvaigždės ji labai skiriasi. Tačiau faktas, kad kiekviena neutronų žvaigždė pasižymi skirtingomis savybėmis, gali padėti astronomams suprasti, kas juos varo.
Ko gero, didžiausia kliūtis tiriant neutronines žvaigždes yra ta, kad jos yra nepaprastai tankios, tokios tankios, kad 14-uncijos skardinė neutroninių žvaigždžių medžiagos turėtų tiek masės, kiek mūsų Mėnulis. Astronomai neturi galimybės modeliuoti tokio tankio žemės paviršiaus. Todėl sunku suprasti fizika to, kas vyksta. Štai kodėl šių žvaigždžių šviesos tyrimas yra toks svarbus, nes jis suteikia mums užuominų apie tai, kas vyksta žvaigždės viduje.
Kai kurie mokslininkai teigia, kad šerdyse dominuoja laisvų kvarkų baseinas - pagrindiniai KDM elementai materija. Kiti teigia, kad šerdys užpildytos kažkokiomis kitokiomis egzotinėmis dalelėmis, pavyzdžiui, pionais.
Neutronų žvaigždės taip pat turi intensyvų magnetinį lauką. Ir būtent šie laukai yra iš dalies atsakingi už rentgeno spindulių ir gama spinduliai kurie matomi iš šių objektų. Kai elektronai įsibėgėja aplink ir išilgai magnetinio lauko linijų, kuriuos jie skleidžia radiacija (šviesos) bangos ilgio nuo optinio (šviesos, kurią galime pamatyti savo akimis) iki labai didelės energijos gama spindulių.
Pulsarai
Astronomai įtaria, kad visos neutronų žvaigždės sukasi ir tai daro gana greitai. Dėl to kai kurie neutroninių žvaigždžių stebėjimai suteikia „impulsinį“ emisijos ženklą. Taigi neutroninės žvaigždės dažnai vadinamos PULSating stARS (arba PULSARS), tačiau skiriasi nuo kitų žvaigždžių, kurių spinduliuotė skiriasi. Dėl neutroninių žvaigždžių pulsacija atsiranda dėl jų sukimasis, kur, kaip ir kitos pulsuojančios žvaigždės (tokios kaip cefidinės žvaigždės), pulsuoja žvaigždė plečiantis ir traukiantis.
Neutroninės žvaigždės, pulsarai ir juodosios skylės yra vieni egzotiškiausių žvaigždžių objektų Visatoje. Jų supratimas yra tik dalis žinių apie milžiniškų žvaigždžių fiziką ir tai, kaip jos gimsta, gyvena ir miršta.
Redaguota Carolyn Collins Petersen.