Gwiazda neutronowa

Autor: Leandro Alegsa

17-12-2020

Gwiazda neutronowa jest bardzo małą i gęstą gwiazdą zbudowaną prawie całkowicie z neutronów. Są to małe gwiazdy o promieniu około 11-11,5 km. Mają masę około dwukrotnie większą niż Słońce. Są to najmniejsze i najgęstsze gwiazdy, o których wiadomo, że istnieją we Wszechświecie. Są tym, co pozostało z ogromnej gwiazdy, która eksplodowała jako supernowa.

Gęstość gwiazdy jest podobna do gęstości jądra atomu. Mają silne pole magnetyczne, od ¹⁰⁸ do ¹⁰¹⁵ razy silniejsze niż Ziemia. Pole grawitacyjne na powierzchni gwiazdy neutronowej jest około 2×1011 razy silniejsze niż na Ziemi.

Aby wyobrazić sobie, jak gęsta jest gwiazda neutronowa, należy wziąć całą masę naszego Słońca (o średnicy 1.392.000 kilometrów (865.000 mil)) i zepchnąć ją w dół do rozmiaru, który pasowałby do kuli o średnicy 19 kilometrów (12 mil). Innym sposobem na zrozumienie gęstości jest to, że jedna łyżeczka materii z gwiazdy neutronowej ważyłaby 6 miliardów ton.

Gwiazdy neutronowe obracają się bardzo szybko, od 0,001 sekundy do 30 sekund, aby się obrócić. Występują one w różnych typach. Mogą emitować wiązki promieniowania elektromagnetycznego jako pulsary. Inne typy to magnetary i pulsary binarne.

Ich temperatura wynosi ponad 600,000 stopni Kelvina. Gwiazdy neutronowe, które można obserwować, są bardzo gorące i zazwyczaj mają temperaturę powierzchni wynoszącą około 600000 K.

Promieniowanie z pulsara PSR B1509-58, gwałtownie wirującej gwiazdy neutronowej, powoduje, że pobliski gaz jarzy się w promieniach rentgenowskich (złoto, z Chandry) i oświetla resztę mgławicy, tu widzianą w podczerwieni (niebieską i czerwoną, z WISE)

Model, który pokazuje, jak gwiazda neutronowa wyglądałaby od wewnątrz.

Historia

W 1934 roku Walter Baade i Fritz Zwicky zaproponowali istnienie gwiazd neutronowych, zaledwie rok po odkryciu neutronu przez Jamesa Chadwicka.

Szukając pochodzenia supernowej, zasugerowali, że w wybuchach supernowych zwykłe gwiazdy zamieniają się w gwiazdy, które składają się z bardzo blisko upakowanych neutronów, które nazwali gwiazdami neutronowymi. Baade i Zwicky zasugerowali, że uwolnienie energii wiązania grawitacyjnego gwiazd neutronowych zasila supernową: "W procesie powstawania supernowej masa masowa jest unicestwiana".

Gwiazdy neutronowe były uważane za zbyt słabe, by mogły być wykryte. Niewiele pracy wykonywano na nich aż do listopada 1967 r., kiedy to Franco Pacini (1939-2012) zwrócił uwagę, że jeśli gwiazdy neutronowe będą się obracać i będą miały duże pole magnetyczne, to zostaną wyemitowane fale elektromagnetyczne. Radioastronom Antony Hewish i jego asystent badawczy Jocelyn Bell z Cambridge szybko wykryli impulsy radiowe z gwiazd, które obecnie znane są jako pulsary.

Pytania i odpowiedzi

P: Co to jest gwiazda neutronowa?

O: Gwiazda neutronowa to bardzo mała i gęsta gwiazda zbudowana prawie w całości z neutronów. Jej promień wynosi około 11-11,5 kilometrów, a masa około dwa razy więcej niż masa Słońca.

P: Jak gęsta jest gwiazda neutronowa?

O: Gęstość gwiazdy przypomina gęstość jądra atomu, a jej pole grawitacyjne na powierzchni jest 2x1011 razy silniejsze niż na Ziemi. Aby to zobrazować, cała masa naszego Słońca mogłaby zostać zepchnięta do kuli o średnicy 19 kilometrów. Jedna łyżeczka materii z gwiazdy neutronowej ważyłaby 6 miliardów ton.

P: Jak szybko wirują gwiazdy neutronowe?

O: Gwiazdy neutronowe wirują bardzo szybko, od 0,001 sekundy do 30 sekund na obrót.

P: Jakie są ich rodzaje?

O: Istnieją różne typy, takie jak pulsary, magnetary i pulsary podwójne, które emitują wiązki promieniowania elektromagnetycznego lub mają silne pola magnetyczne o natężeniu odpowiednio od 108 do 1015 razy większym niż na Ziemi.

P: Jaką temperaturę mają one zazwyczaj?

O: Gwiazdy neutronowe, które można obserwować, są bardzo gorące i zazwyczaj mają temperaturę powierzchni około 600000 K (600000 stopni Kelwina).