La stella di neutroni e le stelle di quark, come i buchi neri, sono oggetti eccitanti. L'astrofisica si è sviluppata abbastanza da darci informazioni molto preziose su di loro, che ci incoraggiano a continuare a prestare attenzione, sperando che i cosmologi possano capirli meglio e aiutarci a capire più precisamente il processo che innesca la loro formazione.
In questo articolo ti diremo tutto ciò che devi sapere sulle stelle di neutroni, le loro caratteristiche e la loro origine.
Stella di neutroni
Sebbene queste stelle con neutroni e quark siano le vere protagoniste di questo articolo, per capirle ci interessa prima di tutto rivedere il processo di vita delle stelle. Tuttavia, prima di entrare nella farina, sembra importante fare una dichiarazione d'intenti: non troverai un'equazione in questo articolo. Non hanno bisogno di capire in modo preciso e intuitivo come funzionano gli eccitanti processi fisici che spiegano la loro formazione.
Le stelle sono costituite da nuvole di polvere e gas sparse in tutto l'universo. Quando la densità di una delle nubi è sufficientemente alta, su di essa agirà la gravità, che favorirà la comparsa di un meccanismo instancabile chiamato contrazione gravitazionale, che condenserà il materiale contenuto nella nube e formerà gradualmente piccole stelle o protostelle. Questo stadio dell'evoluzione stellare è chiamato la sequenza principale, in cui le stelle ottengono energia attraverso la contrazione gravitazionale.
Origine
Circa Il 70% della massa di una stella è idrogeno, il 24-26% è elio e il restante 4-6% è una combinazione di elementi chimici più pesante dell'elio. La vita di ogni stella è influenzata dalla sua composizione iniziale, ma, cosa più importante, è profondamente influenzata dalla sua massa, che non è altro che la quantità di materia che la gravità può accumulare e condensare in una parte dello spazio.
È interessante notare che le stelle più massicce consumano carburante molto più velocemente delle stelle meno massicce, quindi come vedremo in questo articolo, hanno una durata di vita più breve e, soprattutto, sono più violente e spettacolari. Man mano che la contrazione gravitazionale condensa il materiale contenuto nella nuvola, la sua temperatura aumenta gradualmente.
Se la quantità di materiale accumulato è sufficientemente grande, nel nucleo appariranno le condizioni di pressione e temperatura necessarie per la fusione spontanea dei nuclei di idrogeno attraverso reazioni di fusione nucleare. Quando la temperatura del nucleo della protostella raggiunge i 10 milioni di gradi Celsius, si verifica l'accensione da parte dell'idrogeno. Il momento in cui si verificano queste condizioni è il momento in cui viene accesa la fornace nucleare. e la stella inizia una fase chiamata sequenza principale, durante la quale trae energia dalla fusione dei nuclei di idrogeno.
Fusione centrale
Il prodotto della fusione dell'idrogeno è un nuovo nucleo di elio, quindi la composizione della stella inizia a cambiare. In questo processo viene rilasciata una grande quantità di energia e le stelle sono costrette a riadattarsi costantemente per mantenere l'equilibrio idrostatico. astrofisici hanno strumenti matematici in grado di descrivere questo processo in modo molto preciso, ma ci interessa sapere che l'equilibrio idrostatico è la massa che mantiene stabile la stella.
Per raggiungere questo obiettivo, è essenziale che due forze contrapposte coesistano e si contrastino. Uno di questi è la contrazione gravitazionale, che, come abbiamo visto, comprime il materiale della stella, comprimendolo senza pietà. L'altro è la pressione della radiazione e del gas, che è il risultato dell'accensione di una fornace nucleare, che cerca di espandere la stella. Il costante riadattamento che le stelle sperimentano quando consumano idrogeno e producono nuovi nuclei di elio è responsabile del mantenimento dell'equilibrio, quindi la contrazione gravitazionale da un lato, radiazioni e pressione del gas dall'altro, sono tenuti a bada.
In questo processo, il nucleo della stella è costretto a contrarsi per aumentare la sua temperatura e prevenire il collasso gravitazionale. Se non riesce a bilanciarsi a causa della pressione delle radiazioni e del gas, è destinato al collasso gravitazionale. Se la massa della stella è abbastanza grande, il suo nucleo si riscalderà e si comprimerà così tanto che quando l'idrogeno sarà esaurito, il nucleo di elio si fonderà. Da quel momento in poi inizierà un processo chiamato tripla alfa.
Caratteristiche della stella di neutroni
Questo fenomeno descrive il meccanismo mediante il quale tre nuclei di elio si fondono per produrre un nucleo di carbonio e si verifica a una temperatura superiore alla temperatura di fusione dei nuclei di idrogeno. In questo processo, la stella continuerà a consumare le sue riserve di elio, a produrre nuclei di carbonio e a riadattarsi per mantenere un perfetto equilibrio, sempre grazie agli effetti combinati della contrazione gravitazionale, delle radiazioni e della pressione del gas. Questo è quando non smetterà di produrre carbonio.
Quando questo elemento si esaurisce nel nucleo, si riaggiusta, si comprime e aumenta nuovamente la sua temperatura per evitare il collasso gravitazionale. Da questo punto in poi, il nucleo di carbonio si accenderà attraverso il processo di fusione nucleare e inizierà a produrre elementi chimici più pesanti.
Sebbene nel nucleo della stella, la fusione del carbonio avvenga nello strato superiore immediato, l'accensione dell'elio rimane invariata. E sopra questo idrogeno. Nel processo di nucleosintesi stellare, nome del processo in cui avvengono le reazioni nucleari all'interno di questi oggetti, le stelle assumono una struttura gerarchica simile a una cipolla. Gli elementi più pesanti sono al centro, e da lì troviamo elementi sempre più leggeri uno dopo l'altro.
Le stelle sono in realtà responsabili della produzione degli elementi chimici. In esso sono sintetizzati ossigeno, carbonio, idrogeno, azoto, calcio e fosforo che costituiscono il 99% della massa del nostro corpo. E gli elementi chimici che compongono il restante 1%. La materia che ci compone non siamo solo noi, ma tutto ciò che ci circonda proviene letteralmente dalle stelle.
Spero che con queste informazioni possiate saperne di più sulla stella di neutroni e sulle sue caratteristiche.