Неутронска звезда
From Wikipedia, the free encyclopedia
Неутронска звезда је врста звезде, или прецизније звезданог остатка, која може да настане услед гравитационог урушења масивне звезде током супернове.[1] Неутронске звезде су сачињене готово искључиво од неутрона, субатомских честица без наелектрисања и готово исте масе као протон. Ове звезде имају велику температуру (око милион Келвина)[2] због велике густине, а даље урушавање звезде је онемогућено услед Паулијевог принципа искључења. Овај принцип говори да две честице (у овом случају два неутрона) не могу да истовремено буду у истом квантом стању. Неутронске звезде су прво теоријски предвиђене 1933. од стране Валтера Бадеа и Фрица Цвикија, а пронађене су 1967. године као пулсари.
Неутронске звезде имају масу истог реда величине као и Сунце.[3][4] Њихова величина (полупречник) је реда величине 10 , тј. 70000 пута су мање од Сунца. Тако је маса неутронске звезде садржана у запремини приближно 1014 пута мањој него што је Сунчева, а средња густина масе може бити 1014 пута већа него густина Сунца. Тако густа материја се не може произвести у лабораторији. Неутронске звезде су најгушћи познати објекти. То одговара густини атомског језгра. Тако да се и неутронска звезда се може сматрати огромним атомским језгром, везаним гравитационом силом.[5][6]
Због њене мале величине и велике густине, неутронска звезда поседује површинско гравитационо поље које је за 2×1011 веће од Земљиног. Једна од мера за гравитацију је и излазна брзина, тј. брзина коју треба дати неком телу да би оно могло изаћи из гравитационог поља у бесконачност. За неутронску звезду такве брзине су типично око 100.000 , што чини 1/3 брзине светлости. Обратно: тело које пада на површину неутронске звезде би се сударило са звездом такође при брзини од 100.000 . Са људског гледишта, ако би просечно људско биће дошло у додир са неутронском звездом, сударили би се тако жестоко да би то произвело нуклеарну експлозију од 100 мегатона.
Неутронске звезде су једне од неколико могућих крајњих тачака еволуције звезда, па се понекад зато и зове мртвом звездом. Настају при експлозији супернове као остатак масивне звезде (супернова типа или ), или као остатак урушавајућег белог патуљка од супернове типа . Неутронске звезде су обично пречника око 20 и имају масу која је за 1,4 пута већа од Сунчеве (Чандрасекарова граница, испод које би уместо тога биле бели патуљци), али и мању масу од око 3 масе Сунца (иначе би биле црне рупе), те се окрећу врло брзо (једна револуција може трајати чак од 30 секунди до стотине секунди).[7][8][9][10]
Материја на површини неутронске звезде се састоји од нуклеуса и јонизованих електрона. Звездина „атмосфера” је око 1 m дебљине, испод које се налази чврста „кора”. У унутрашњости се налази језгро са растућим бројем неутрона. Такви нуклеуси би се брзо распали на Земљи, али се одржавају у стабилном стању захваљујући великим притисцима. Још дубље, налази се тачка звана тачка неутронског цурења где слободни неутрони истичу из језгра. У овој области постоје језгра, слободни електрони и слободни неутроне. Нуклеуси постају све мањи и мањи све док не досегну језгро, према дефиницији тачке где заједно нестају. Тачна природа супергусте материје у језгру још није сасвим разјашњена. Неки истраживачи означавају ову теоретску материју као неутронијум, мада овај термин може довести у недоумицу и чешће се користи у научној фантастици. То може бити супертечна мешавина неутрона са неколико протона и електрона, али и друге високоенергетске честице попут пиона и каона могу бити присутне, па чак и субатомска кваркна материја. Ипак таква запажања још нису отишла далеко и нису доказана.