La αστέρι νετρονίων και τα αστέρια κουάρκ, όπως οι μαύρες τρύπες, είναι συναρπαστικά αντικείμενα. Η αστροφυσική έχει αναπτυχθεί αρκετά για να μας δώσει πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με αυτές, οι οποίες μας ενθαρρύνουν να συνεχίσουμε να δίνουμε προσοχή, ελπίζοντας ότι οι κοσμολόγοι μπορούν να τις κατανοήσουν καλύτερα και να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε ακριβέστερα τη διαδικασία που ενεργοποιεί την εκπαίδευσή τους.
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τα αστέρια νετρονίων, τα χαρακτηριστικά και την προέλευσή τους.
Αστέρας νετρονίων
Αν και αυτά τα αστέρια με νετρόνια και κουάρκ είναι οι πραγματικοί πρωταγωνιστές αυτού του άρθρου, για να τα καταλάβουμε, μας ενδιαφέρει πρώτα να αναθεωρήσουμε τη διαδικασία ζωής των άστρων. Ωστόσο, πριν μπούμε στο αλεύρι, φαίνεται σημαντικό να κάνουμε μια δήλωση προθέσεων: δεν θα βρείτε εξίσωση σε αυτό το άρθρο. Δεν χρειάζεται να καταλάβουν επακριβώς και διαισθητικά πώς λειτουργούν οι συναρπαστικές φυσικές διαδικασίες που εξηγούν τον σχηματισμό τους.
Τα αστέρια αποτελούνται από σύννεφα σκόνης και αερίου διάσπαρτα σε όλο το σύμπαν. Όταν η πυκνότητα ενός από τα σύννεφα είναι αρκετά υψηλή, η βαρύτητα θα δράσει επάνω του, η οποία θα προωθήσει την εμφάνιση ενός ακούραστου μηχανισμού που ονομάζεται βαρυτική σύσπαση, ο οποίος θα συμπυκνώσει το υλικό που περιέχεται στο σύννεφο και σταδιακά θα σχηματίσει μικρά αστέρια ή πρωτοαστέρια. Αυτό το στάδιο της αστρικής εξέλιξης ονομάζεται η κύρια ακολουθία, στην οποία τα αστέρια λαμβάνουν ενέργεια μέσω της βαρυτικής συστολής.
Καταγωγή
Σχετικά με Το 70% της μάζας ενός αστεριού είναι υδρογόνο, το 24-26% είναι ήλιο και το υπόλοιπο 4-6% είναι ένας συνδυασμός χημικών στοιχείων βαρύτερο από το ήλιο. Η ζωή κάθε αστεριού επηρεάζεται από την αρχική του σύνθεση, αλλά το πιο σημαντικό, επηρεάζεται βαθιά από τη μάζα του, η οποία δεν είναι παρά η ποσότητα της ύλης που μπορεί να συσσωρεύσει και να συμπυκνώσει η βαρύτητα σε ένα μέρος του διαστήματος.
Είναι ενδιαφέρον ότι τα πιο ογκώδη αστέρια καταναλώνουν καύσιμα πολύ γρηγορότερα από τα λιγότερο ογκώδη αστέρια, έτσι όπως θα δούμε σε όλο αυτό το άρθρο, έχουν μικρότερη διάρκεια ζωής και, το πιο σημαντικό, είναι πιο βίαια και θεαματικά. Καθώς η βαρυτική συστολή συμπυκνώνει το υλικό που περιέχεται στο σύννεφο, η θερμοκρασία του αυξάνεται σταδιακά.
Εάν η ποσότητα του συσσωρευμένου υλικού είναι αρκετά μεγάλη, στον πυρήνα θα εμφανιστούν οι συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας που απαιτούνται για την αυθόρμητη σύντηξη πυρήνων υδρογόνου μέσω αντιδράσεων πυρηνικής σύντηξης. Όταν η θερμοκρασία του πυρήνα του πρωτοαστέρα φτάσει τα 10 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, συμβαίνει ανάφλεξη με υδρογόνο. Τη στιγμή που συμβαίνουν αυτές οι συνθήκες είναι η στιγμή που ο πυρηνικός κλίβανος είναι ενεργοποιημένος. και το αστέρι ξεκινά μια φάση που ονομάζεται κύρια ακολουθία, κατά την οποία αντλεί ενέργεια από τη σύντηξη πυρήνων υδρογόνου.
Σύντηξη πυρήνα
Το προϊόν της σύντηξης υδρογόνου είναι ένας νέος πυρήνας ηλίου, οπότε η σύνθεση του αστεριού αρχίζει να αλλάζει. Σε αυτή τη διαδικασία, απελευθερώνεται μεγάλη ποσότητα ενέργειας και τα αστέρια αναγκάζονται να προσαρμόζονται συνεχώς για να διατηρήσουν την υδροστατική ισορροπία. Αστροφυσικοί έχουν μαθηματικά εργαλεία που μπορούν να περιγράψουν αυτήν τη διαδικασία με μεγάλη ακρίβεια, αλλά μας ενδιαφέρει να γνωρίζουμε ότι η υδροστατική ισορροπία είναι η μάζα που διατηρεί το αστέρι σταθερό.
Για να επιτευχθεί αυτό, είναι απαραίτητο δύο αντίθετες δυνάμεις να συνυπάρχουν και να αντισταθμίζονται. Ένα από αυτά είναι η βαρυτική συστολή, η οποία, όπως είδαμε, συμπιέζει το υλικό του αστεριού, πιέζοντάς το ανελέητα. Το άλλο είναι η πίεση της ακτινοβολίας και του αερίου, που είναι αποτέλεσμα της ανάφλεξης ενός πυρηνικού κλιβάνου, που προσπαθεί να διαστέλλει το αστέρι. Η συνεχής αναπροσαρμογή που βιώνουν τα αστέρια όταν καταναλώνουν υδρογόνο και παράγουν νέους πυρήνες ηλίου είναι υπεύθυνη για τη διατήρησή του σε ισορροπία, άρα η βαρυτική συστολή αφενός, η πίεση της ακτινοβολίας και του αερίου από την άλλη, διατηρούνται σε απόσταση.
Σε αυτή τη διαδικασία, ο πυρήνας του αστεριού αναγκάζεται να συρρικνωθεί για να αυξήσει τη θερμοκρασία του και να αποτρέψει τη βαρυτική κατάρρευση. Εάν δεν μπορεί να ισορροπήσει λόγω της πίεσης της ακτινοβολίας και του αερίου, είναι καταδικασμένο σε βαρυτική κατάρρευση. Εάν η μάζα του αστεριού είναι αρκετά μεγάλη, ο πυρήνας του θα θερμανθεί και θα συμπιεστεί τόσο πολύ ώστε όταν εξαντληθεί το υδρογόνο, ο πυρήνας του ηλίου θα λιώσειΤο Από εκείνη τη στιγμή και μετά, θα ξεκινήσει μια διαδικασία που ονομάζεται τριπλό άλφα.
Χαρακτηριστικά του αστέρα νετρονίων
Αυτό το φαινόμενο περιγράφει τον μηχανισμό με τον οποίο τρεις πυρήνες ηλίου συνενώνονται για να παράγουν έναν πυρήνα άνθρακα και συμβαίνει σε θερμοκρασία υψηλότερη από τη θερμοκρασία σύντηξης των πυρήνων υδρογόνου. Σε αυτή τη διαδικασία, το αστέρι θα συνεχίσει να καταναλώνει τα αποθέματα ηλίου του, να παράγει πυρήνες άνθρακα και να προσαρμόζεται για να διατηρήσει μια τέλεια ισορροπία, και πάλι χάρη στις συνδυασμένες επιδράσεις της βαρυτικής συστολής και της ακτινοβολίας και της πίεσης του αερίου. Τότε είναι που δεν θα σταματήσει να παράγει άνθρακα.
Όταν αυτό το στοιχείο εξαντληθεί στον πυρήνα, προσαρμόζεται εκ νέου, συμπιέζεται και αυξάνει ξανά τη θερμοκρασία του για να αποφύγει τη βαρυτική κατάρρευση. Από αυτό το σημείο και μετά, ο πυρήνας άνθρακα θα αναφλεγεί μέσω της διαδικασίας της πυρηνικής σύντηξης και θα αρχίσει να παράγει βαρύτερα χημικά στοιχεία.
Αν και στον πυρήνα του αστεριού, η σύντηξη του άνθρακα συμβαίνει στο άμεσο ανώτερο στρώμα, η ανάφλεξη του ηλίου παραμένει αμετάβλητη. Και πάνω από αυτό το υδρογόνο. Στη διαδικασία της αστρικής πυρηνοσύνθεσης, όνομα της διαδικασίας κατά την οποία συμβαίνουν πυρηνικές αντιδράσεις μέσα σε αυτά τα αντικείμενα, τα αστέρια παίρνουν μια ιεραρχική δομή παρόμοια με ένα κρεμμύδιΤο Τα βαρύτερα στοιχεία βρίσκονται στον πυρήνα και από εκεί βρίσκουμε ολοένα και ελαφρύτερα στοιχεία το ένα μετά το άλλο.
Τα αστέρια είναι στην πραγματικότητα υπεύθυνα για την παραγωγή των χημικών στοιχείων. Σε αυτό συντίθενται οξυγόνο, άνθρακας, υδρογόνο, άζωτο, ασβέστιο και φώσφορος που αποτελούν το 99% της μάζας του σώματός μας. Και τα χημικά στοιχεία που αποτελούν το υπόλοιπο 1%. Το θέμα που μας απαρτίζει δεν είμαστε μόνο εμείς, αλλά όλα όσα μας περιβάλλουν προέρχονται κυριολεκτικά από τα αστέρια.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το αστέρι νετρονίων και τα χαρακτηριστικά του.