Neutronske zvijezde ostaci su divovskih zvijezda koje su poginule u vatrenoj eksploziji poznatoj kao supernova. Nakon takvog izbijanja, jezgre tih bivših zvijezda kompaktno se pretvaraju u ultrazvučni objekt s masom sunca upakiranom u kuglu veličine grada.
Kako se formiraju neutronske zvijezde?
Obične zvijezde održavaju svoj sferni oblik jer ogromna gravitacija njihove gigantske mase pokušava povući svoj plin prema središnjoj točki, ali je uravnotežena energijom iz nuklearne fuzije u njihovim jezgrama, koja vrši vanjski pritisak, navodi NASA. Na kraju svog života zvijezde koje su između četiri i osam puta sunčeva masa izgaraju kroz raspoloživo gorivo i njihove interne reakcije fuzije prestaju. Vanjski slojevi zvijezde brzo se urušavaju prema unutra, odskačujući se od debele jezgre, a zatim ponovo eksplodira kao nasilna supernova.
Ali gusta jezgra se nastavlja urušavati, stvarajući pritiske toliko visoke da se protoni i elektroni stisnu zajedno u neutrone, kao i lagane čestice zvane neutrini koji bježe u daleki svemir. Krajnji rezultat je zvijezda čija je masa 90% neutrona, koju nije moguće čvrsto stisnuti, i stoga se neutronska zvijezda više ne može raspasti.
Karakteristike neutronske zvijezde
Astronomi su prvi teoretizirali o postojanju ovih bizarnih zvjezdanih entiteta u 1930-ima, nedugo nakon otkrića neutrona. No tek su 1967. znanstvenici imali dobre dokaze za neutronske zvijezde u stvarnosti. Diplomirana studentica po imenu Jocelyn Bell sa Sveučilišta u Cambridgeu u Engleskoj primijetila je čudne impulse u njenom radioteleskopu, koji su tako redovito pristizali da je isprva mislila da bi mogli biti signal vanzemaljske civilizacije, prema američkom fizičkom društvu. Pokazalo se da obrasci nisu E.T. nego radijacija koju emitiraju brzo okretne neutronske zvijezde.
Supernova koja stvara neutronsku zvijezdu daje mnogo energije kompaktnom objektu, uzrokujući da se on okreće na svojoj osi između 0,1 i 60 puta u sekundi i do 700 puta u sekundi. Zavidna magnetska polja tih entiteta proizvode visoko zračene stupove zračenja, koji mogu proći pored Zemlje poput svjetionika, stvarajući ono što je poznato kao pulsar.
Svojstva neutronskih zvijezda potpuno su izvan ovog svijeta - jedna žličica materijala neutronskih zvijezda težila bi milijardu tona. Da ste nekako stali na njihovu površinu bez da umrete, iskusili biste silu gravitacije 2 milijarde puta jaču od one koju osjećate na Zemlji.
Magnetsko polje obične neutronske zvijezde moglo bi biti trilijun puta jače od Zemljine. No neke neutronske zvijezde imaju još ekstremnija magnetska polja, tisuću ili više puta od prosječne neutronske zvijezde. Ovo stvara objekt poznat kao magnetar.
Zvjezdani potresi na površini magnetara - ekvivalent kretanju krunica na Zemlji koji generiraju zemljotrese - mogu otpustiti ogromne količine energije. U jednoj desetini sekunde magnetar bi mogao proizvesti više energije nego što je sunce ispuštalo u posljednjih 100.000 godina, navodi NASA.
Istraživanje neutronskih zvijezda
Istraživači su razmotrili korištenje stabilnih impulsa na zvijezdama poput sata kako bi se pomoglo u navigaciji u svemirskim brodovima, slično kao što GPS-zrake pomažu u vođenju ljudi na Zemlji. Eksperimentom na Međunarodnoj svemirskoj postaji nazvanom Station Explorer za rendgensku vremensku i navigacijsku tehnologiju (SEXTANT) uspio je upotrijebiti signal pulsara za izračunavanje mjesta ISS-a do 10 milja (16 km).
Ali ostaje mnogo toga što treba razumjeti o neutronskim zvijezdama. Na primjer, u 2019. astronomi su uočili najmasivniju neutronsku zvijezdu ikad viđenu - s oko 2,14 puta veću masu našeg sunca upakovanu u sferu najvjerojatnije oko 20 km. U ovoj veličini, objekt se nalazi upravo na granici tamo gdje bi se trebao srušiti u crnu rupu, pa ga istraživači pomno proučavaju kako bi bolje razumjeli neobičnu fiziku koja je potencijalno na djelu kako ga drži.
Istraživači također dobivaju nove alate za bolje proučavanje dinamike neutronskih zvijezda. Pomoću Laser Interferometer Gravitacijsko-valnog opservatorija (LIGO) fizičari su mogli promatrati gravitacijske valove koji se emitiraju kada dvije neutronske zvijezde kruže jedna za drugom, a zatim se sudaraju. Ova moćna spajanja možda su odgovorna za stvaranje mnogih dragocjenih metala koje imamo na Zemlji, uključujući platinu i zlato, te radioaktivne elemente, poput urana.
