La neutronenster en quarksterren zijn, net als zwarte gaten, opwindende objecten. Astrofysica heeft genoeg ontwikkeld om ons zeer waardevolle informatie over hen te geven, wat ons aanmoedigt om aandachtig te blijven, in de hoop dat kosmologen ze beter kunnen begrijpen en ons helpen het proces dat hun training in gang zet nauwkeuriger te begrijpen.
In dit artikel gaan we je alles vertellen wat je moet weten over neutronensterren, hun kenmerken en oorsprong.
Neutronenster
Hoewel deze sterren met neutronen en quarks de echte protagonisten van dit artikel zijn, zijn we eerst geïnteresseerd in het bekijken van het levensproces van sterren om ze te begrijpen. Voordat we echter in de bloem gaan, lijkt het belangrijk om een intentieverklaring af te leggen: een vergelijking vind je niet in dit artikel. Ze hoeven niet precies en intuïtief te begrijpen hoe de opwindende fysieke processen die hun vorming verklaren werken.
Sterren bestaan uit wolken van stof en gas die door het heelal zijn verspreid. Wanneer de dichtheid van een van de wolken hoog genoeg is, zal de zwaartekracht erop inwerken, wat het uiterlijk van een onvermoeibaar mechanisme, zwaartekrachtcontractie genaamd, zal bevorderen, dat het materiaal in de wolk zal condenseren en geleidelijk kleine sterren of protosterren zal vormen. Dit stadium van stellaire evolutie wordt de hoofdreeks genoemd, waarin sterren energie verkrijgen door samentrekking van de zwaartekracht.
Origenes
over 70% van de massa van een ster is waterstof, 24-26% is helium en de resterende 4-6% is een combinatie van chemische elementen zwaarder dan helium. Het leven van elke ster wordt beïnvloed door zijn oorspronkelijke samenstelling, maar belangrijker nog, hij wordt sterk beïnvloed door zijn massa, die niets meer is dan de hoeveelheid materie die de zwaartekracht kan ophopen en condenseren in een deel van de ruimte.
Interessant is dat zwaardere sterren veel sneller brandstof verbruiken dan minder massieve sterren, dus zoals we in dit artikel zullen zien, hebben ze een kortere levensduur en, belangrijker nog, zijn ze gewelddadiger en spectaculairder. Naarmate de zwaartekrachtscontractie het materiaal in de wolk condenseert, neemt de temperatuur geleidelijk toe.
Als de hoeveelheid opgehoopt materiaal groot genoeg is, zullen de druk- en temperatuuromstandigheden die nodig zijn voor de spontane fusie van waterstofkernen door middel van kernfusiereacties in de kern verschijnen. Wanneer de temperatuur van de kern van de protoster 10 miljoen graden Celsius bereikt, vindt ontsteking door waterstof plaats. Het moment dat deze omstandigheden zich voordoen, is het moment waarop de kernoven wordt aangezet. en de ster begint een fase die de hoofdreeks wordt genoemd, waarin hij energie haalt uit de fusie van waterstofkernen.
Kernfusie
Het product van waterstoffusie is een nieuwe heliumkern, dus de samenstelling van de ster begint te veranderen. Bij dit proces komt een grote hoeveelheid energie vrij en worden de sterren gedwongen zich constant aan te passen om het hydrostatisch evenwicht te behouden. Astrofysici ze hebben wiskundige hulpmiddelen die dit proces heel precies kunnen beschrijven, maar we willen weten dat hydrostatisch evenwicht de massa is die de ster stabiel houdt.
Om dit te bereiken is het essentieel dat twee tegengestelde krachten naast elkaar bestaan en elkaar compenseren. Een daarvan is de samentrekking van de zwaartekracht, die, zoals we hebben gezien, het materiaal van de ster samendrukt en genadeloos samendrukt. De andere is de druk van straling en gas, die het resultaat is van de ontsteking van een nucleaire oven, die probeert de ster uit te zetten. De constante aanpassing die sterren ondergaan wanneer ze waterstof consumeren en nieuwe heliumkernen produceren, is verantwoordelijk voor het in evenwicht houden, dus de zwaartekrachtscontractie aan de ene kant, straling en gasdruk anderzijds worden op afstand gehouden.
In dit proces wordt de kern van de ster gedwongen samen te trekken om de temperatuur te verhogen en instorting door de zwaartekracht te voorkomen. Als het zichzelf niet in evenwicht kan houden vanwege de druk van straling en gas, is het gedoemd tot instorting door de zwaartekracht. Als de massa van de ster groot genoeg is, zal de kern opwarmen en zo veel samendrukken dat wanneer de waterstof op is, de heliumkern zal smelten. Vanaf dat moment begint een proces genaamd triple alpha.
Kenmerken van de neutronenster
Dit fenomeen beschrijft het mechanisme waarmee drie heliumkernen samensmelten om een koolstofkern te produceren, en het vindt plaats bij een temperatuur die hoger is dan de fusietemperatuur van waterstofkernen. In dit proces zal de ster zijn heliumreserves blijven verbruiken, koolstofkernen produceren en zich opnieuw aanpassen om een perfect evenwicht te behouden, opnieuw dankzij de gecombineerde effecten van zwaartekrachtscontractie en straling en gasdruk. Dat is wanneer het niet stopt met het produceren van koolstof.
Wanneer dit element in de kern is uitgeput, past het zich opnieuw aan, comprimeert het en verhoogt het de temperatuur opnieuw om instorting door de zwaartekracht te voorkomen. Vanaf dit punt zal de koolstofkern ontbranden door het proces van kernfusie en zwaardere chemische elementen gaan produceren.
Hoewel in de kern van de ster de fusie van koolstof plaatsvindt in de onmiddellijke bovenste laag, blijft de ontsteking van het helium onveranderd. En boven deze waterstof. In het proces van stellaire nucleosynthese, naam van het proces waarin kernreacties plaatsvinden binnen deze objecten, sterren krijgen een hiërarchische structuur die lijkt op een ui. De zwaarste elementen vormen de kern en van daaruit vinden we steeds lichtere elementen de een na de ander.
De sterren zijn eigenlijk verantwoordelijk voor de productie van de chemische elementen. Daarin zijn gesynthetiseerd zuurstof, koolstof, waterstof, stikstof, calcium en fosfor die 99% van de massa van ons lichaam uitmaken. En de chemische elementen die de resterende 1% vormen. De materie waaruit we bestaan, zijn niet alleen wij, maar alles om ons heen komt letterlijk van de sterren.
Ik hoop dat je met deze informatie meer te weten kunt komen over de neutronenster en zijn kenmerken.