La neutronová hvězda a kvarkové hvězdy, jako černé díry, jsou vzrušující objekty. Astrofyzika se vyvinula natolik, že nám o nich poskytuje velmi cenné informace, což nás povzbuzuje k tomu, abychom jí nadále věnovali pozornost, doufajíc, že jim kosmologové mohou lépe porozumět a pomohou nám přesněji porozumět procesu, který spouští jejich výcvik.
V tomto článku vám řekneme vše, co potřebujete vědět o neutronových hvězdách, jejich charakteristikách a původu.
Neutronová hvězda
Ačkoli jsou tyto hvězdy s neutrony a kvarky skutečnými protagonisty tohoto článku, abychom jim porozuměli, nejprve se zajímáme o přezkoumání životního procesu hvězd. Než se však pustíme do mouky, zdá se důležité učinit prohlášení o záměru: v tomto článku nenajdete rovnici. Nepotřebují přesně a intuitivně pochopit, jak fungují vzrušující fyzikální procesy, které vysvětlují jejich formaci.
Hvězdy jsou tvořeny oblaky prachu a plynu rozptýlenými po celém vesmíru. Když bude hustota jednoho z mraků dostatečně vysoká, bude na něj působit gravitace, která podpoří vznik neúnavného mechanismu zvaného gravitační kontrakce, který zhušťuje materiál obsažený v oblaku a postupně vytváří malé hvězdy nebo protohvězdy. Tato fáze hvězdné evoluce se nazývá hlavní sekvence, ve které hvězdy získávají energii gravitační kontrakcí.
Původ
Asi 70% hmotnosti hvězdy je vodík, 24-26% je helium a zbývajících 4-6% je kombinace chemických prvků těžší než helium. Život každé hvězdy je ovlivněn jejím původním složením, ale co je důležitější, je hluboce ovlivněna její hmotností, která není ničím jiným než množstvím hmoty, kterou může gravitace akumulovat a kondenzovat v části prostoru.
Je zajímavé, že hmotnější hvězdy spotřebovávají palivo mnohem rychleji než méně hmotné hvězdy, takže jak uvidíme v tomto článku, mají kratší životnost, a co je nejdůležitější, jsou násilnější a efektnější. Jak gravitační kontrakce kondenzuje materiál obsažený v oblaku, jeho teplota se postupně zvyšuje.
Pokud je množství nahromaděného materiálu dostatečně velké, objeví se v jádru tlakové a teplotní podmínky potřebné pro spontánní fúzi jader vodíku prostřednictvím reakcí jaderné fúze. Když teplota jádra protostaru dosáhne 10 milionů stupňů Celsia, dojde k zapálení vodíku. V okamžiku, kdy tyto podmínky nastanou, je okamžik zapnutí jaderné pece. a hvězda začíná fází zvanou hlavní sekvence, během které čerpá energii z fúze jader vodíku.
Spojení jádra
Produktem vodíkové fúze je nové jádro helia, takže se složení hvězdy začíná měnit. Při tomto procesu se uvolňuje velké množství energie a hvězdy jsou nuceny neustále přestavovat, aby udržely hydrostatickou rovnováhu. Astrofyzici mají matematické nástroje, které mohou tento proces velmi přesně popsat, ale máme zájem vědět, že hydrostatická rovnováha je hmota, která udržuje hvězdu stabilní.
Aby toho bylo dosaženo, je nezbytné, aby dvě protichůdné síly koexistovaly a vzájemně se kompenzovaly. Jednou z nich je gravitační kontrakce, která, jak jsme viděli, stlačuje materiál hvězdy a nemilosrdně jej stlačuje. Druhým je tlak záření a plynu, který je výsledkem zapálení jaderné pece, která se snaží hvězdu roztáhnout. Neustálé opětovné přizpůsobování, které hvězdy zažívají, když spotřebovávají vodík a produkují nová jádra hélia, je zodpovědné za jeho udržování v rovnováze, takže gravitační kontrakce na jedné straně, radiace a tlak plynu na straně druhé, jsou udržovány na uzdě.
V tomto procesu je jádro hvězdy nuceno smršťovat, aby zvýšilo svoji teplotu a zabránilo gravitačnímu kolapsu. Pokud se nedokáže vyrovnat kvůli tlaku záření a plynu, je odsouzena ke gravitačnímu kolapsu. Pokud je hmotnost hvězdy dostatečně velká, její jádro se zahřeje a stlačí natolik, že když se vodík vyčerpá, jádro hélia se spojí. Od té chvíle začne proces zvaný triple alfa.
Charakteristiky neutronové hvězdy
Tento jev popisuje mechanismus, kterým tři jádra hélia splynou za vzniku uhlíkového jádra, a vyskytuje se při teplotě vyšší, než je teplota fúze jader vodíku. V tomto procesu bude hvězda nadále spotřebovávat své zásoby helia, produkovat jádra uhlíku a upravovat tak, aby udržovala dokonalou rovnováhu, opět díky kombinovaným účinkům gravitační kontrakce a záření a tlaku plynu. Tehdy nepřestane produkovat uhlík.
Když je tento prvek v jádru vyčerpán, znovu se přizpůsobí, stlačí a znovu zvýší svoji teplotu, aby se vyhnul gravitačnímu kolapsu. Od této chvíle se uhlíkové jádro zapálí procesem jaderné fúze a začne produkovat těžší chemické prvky.
Přestože v jádru hvězdy dochází k fúzi uhlíku v bezprostřední horní vrstvě, zapálení helia zůstává nezměněno. A nad tímto vodíkem. V procesu hvězdné nukleosyntézy název procesu, při kterém dochází v těchto objektech k jaderným reakcím, hvězdy mají hierarchickou strukturu podobnou cibuli. Nejtěžší prvky jsou v jádru a odtud najdeme jeden po druhém stále lehčí prvky.
Hvězdy jsou ve skutečnosti zodpovědné za produkci chemických prvků. V něm jsou syntetizovány kyslík, uhlík, vodík, dusík, vápník a fosfor, které tvoří 99% hmotnosti našeho těla. A chemické prvky, které tvoří zbývající 1 %. Hmota, která nás tvoří, nejsme jen my, ale vše, co nás obklopuje, pochází doslova z hvězd.
Doufám, že s těmito informacemi se můžete dozvědět více o neutronové hvězdě a jejích charakteristikách.