Neutronstjerner er resterne af gigantiske stjerner, der døde i en fyrig eksplosion kendt som en supernova. Efter et sådant udbrud komprimeres kernerne fra disse tidligere stjerner til en ultradense genstand med solmassen pakket ind i en kugle på størrelse med en by.
Hvordan dannes neutronstjerner?
Almindelige stjerner opretholder deres sfæriske form, fordi den kraftige tyngdekraft af deres gigantiske masse forsøger at trække deres gas mod et centralt punkt, men er afbalanceret af energien fra kernefusion i deres kerner, som udøver et udadrettet tryk, ifølge NASA. I slutningen af deres liv brændes stjerner, der er mellem fire og otte gange solmassen gennem deres tilgængelige brændstof, og deres interne fusionsreaktioner ophører. Stjernenes ydre lag kollapser hurtigt indad, hopper af den tykke kerne og sprænger derefter ud igen som en voldelig supernova.
Men den tætte kerne fortsætter med at kollapse og genererer tryk så højt, at protoner og elektroner presses sammen til neutroner, såvel som lette partikler kaldet neutrinoer, der slipper ud i det fjerne univers. Slutresultatet er en stjerne, hvis masse er 90% neutroner, som ikke kan klemmes tættere på, og derfor kan neutronstjernen ikke nedbrydes yderligere.
Egenskaber ved en neutronstjerne
Astronomer teoretiserede først om eksistensen af disse bisarre stjernede enheder i 1930'erne, kort efter, at neutronen blev opdaget. Men det var først i 1967, at videnskabsmænd havde god bevis for neutronstjerner i virkeligheden. En kandidatstuderende ved navn Jocelyn Bell ved University of Cambridge i England bemærkede mærkelige impulser i hendes radioteleskop og ankom så regelmæssigt, at hun først troede, de kunne være et signal fra en fremmed civilisation, ifølge American Physical Society. Mønstrene viste sig ikke at være E.T. men snarere stråling udsendt af hurtigt roterende neutronstjerner.
Supernovaen, der giver anledning til en neutronstjerne, bibringer den kompakte genstand meget energi, hvilket får den til at rotere på sin akse mellem 0,1 og 60 gange i sekundet og op til 700 gange i sekundet. De formidable magnetfelter fra disse enheder producerer højdrevne strålesøjler, der kan feje forbi Jorden som fyrbjælker, hvilket skaber det, der er kendt som en pulsar.
Neutronstjernes egenskaber er helt ude af denne verden - en enkelt teskefuld neutronstjernemateriale ville veje en milliard ton. Hvis du på en eller anden måde skulle stå på deres overflade uden at dø, ville du opleve en tyngdekraft 2 milliarder gange stærkere end hvad du føler på Jorden.
En almindelig neutronstjernes magnetfelt kan være billioner gange stærkere end Jordens. Men nogle neutronstjerner har endnu mere ekstreme magnetfelter, tusind eller flere gange den gennemsnitlige neutronstjerne. Dette skaber et objekt kendt som en magnetar.
Stjerneskælv på overfladen af en magnetar - svarende til skorpebevægelser på Jorden, der genererer jordskælv - kan frigive enorme mængder energi. På en tiendedel af et sekund producerer en magnet muligvis mere energi, end solen har udsendt i de sidste 100.000 år, ifølge NASA.
Forskning i neutronstjerner
Forskere har overvejet at bruge de stabile, urlignende pulser af neutronstjerner til at hjælpe i rumfartøjsnavigering, ligesom GPS-stråler hjælper med at guide mennesker på Jorden. Et eksperiment på den internationale rumstation kaldet Station Explorer for røntgen-timing og navigeringsteknologi (SEXTANT) var i stand til at bruge signalet fra pulsarer til at beregne ISS 'placering til inden for 16 km (16 km).
Men der gjenstår en hel del om neutronstjerner. F.eks. I 2019 opdagede astronomer den mest massive neutronstjerne nogensinde set - med cirka 2,14 gange massen af vores sol pakket ind i en kugle, der sandsynligvis er ca. 20 km lang. I denne størrelse er objektet lige ved den grænse, hvor det skulle have kollapset i et sort hul, så forskere undersøger det nøje for bedre at forstå den ulige fysik, der potentielt er på arbejde ved at holde den op.
Forskere får også nye værktøjer til bedre at studere neutron-stjernedynamik. Ved hjælp af Laserinterferometer Gravitations-Wave Observatory (LIGO) har fysikere været i stand til at observere gravitationsbølgerne, der udsendes, når to neutronstjerner cirkler om hinanden og derefter kolliderer. Disse kraftige fusioner er muligvis ansvarlige for at fremstille mange af de ædelmetaller, vi har på Jorden, inklusive platin og guld, og radioaktive elementer, såsom uran.
