La neutrónová hviezda a kvarkové hviezdy, ako čierne diery, sú vzrušujúce objekty. Astrofyzika sa dostatočne rozvinula na to, aby nám o nich poskytla veľmi cenné informácie, čo nás povzbudzuje, aby sme naďalej venovali pozornosť a dúfali, že kozmológovia im dokážu lepšie porozumieť a pomôžu nám presnejšie pochopiť proces, ktorý spúšťa ich tréning.
V tomto článku vám povieme všetko, čo potrebujete vedieť o neutrónových hviezdach, ich charakteristikách a pôvode.
Neutrónová hviezda
Hoci sú tieto hviezdy s neutrónmi a kvarkami skutočnými protagonistami tohto článku, aby sme im porozumeli, najprv sa zaujímame o proces života hviezd. Kým sa však pustíme do múky, zdá sa dôležité urobiť vyhlásenie o zámere: v tomto článku nenájdete rovnicu. Nepotrebujú presne a intuitívne chápať, ako fungujú vzrušujúce fyzikálne procesy, ktoré vysvetľujú ich formovanie.
Hviezdy sa skladajú z oblakov prachu a plynu roztrúsených po celom vesmíre. Keď bude hustota jedného z oblakov dostatočne vysoká, bude naň pôsobiť gravitácia, ktorá podporí vznik neúnavného mechanizmu zvaného gravitačná kontrakcia, ktorý zhustí materiál obsiahnutý v oblaku a postupne vytvorí malé hviezdy alebo protohviezdy. Toto štádium hviezdneho vývoja sa nazýva hlavná postupnosť, v ktorej hviezdy získavajú energiu gravitačnou kontrakciou.
Pôvod
o 70 % hmotnosti hviezdy tvorí vodík, 24 – 26 % hélium a zvyšných 4 – 6 % tvorí kombinácia chemických prvkov. ťažšie ako hélium. Život každej hviezdy je ovplyvnený jej pôvodným zložením, ale čo je dôležitejšie, je hlboko ovplyvnená jej hmotnosťou, ktorá nie je ničím iným ako množstvom hmoty, ktorú môže gravitácia nahromadiť a kondenzovať v časti priestoru.
Je zaujímavé, že hmotnejšie hviezdy spotrebujú palivo oveľa rýchlejšie ako menej hmotné hviezdy, takže ako uvidíme v tomto článku, majú kratšiu životnosť a čo je najdôležitejšie, sú násilnejšie a efektnejšie. Ako gravitačná kontrakcia kondenzuje materiál obsiahnutý v oblaku, jeho teplota sa postupne zvyšuje.
Ak je množstvo nahromadeného materiálu dostatočne veľké, v jadre sa objavia tlakové a teplotné podmienky potrebné na spontánnu fúziu vodíkových jadier prostredníctvom reakcií jadrovej fúzie. Keď teplota jadra protohviezdy dosiahne 10 miliónov stupňov Celzia, dôjde k zapáleniu vodíkom. Okamih, keď nastanú tieto podmienky, je moment, keď sa zapne jadrová pec. a hviezda začína fázu nazývanú hlavná postupnosť, počas ktorej čerpá energiu z fúzie vodíkových jadier.
Fúzia jadra
Produktom vodíkovej fúzie je nové jadro hélia, takže zloženie hviezdy sa začína meniť. Pri tomto procese sa uvoľňuje veľké množstvo energie a hviezdy sú nútené neustále sa prestavovať, aby udržali hydrostatickú rovnováhu. Astrofyzici majú matematické nástroje, ktoré dokážu tento proces veľmi presne popísať, ale nás zaujíma, že hydrostatická rovnováha je hmotnosť, ktorá udržuje hviezdu stabilnú.
Aby ste to dosiahli, je nevyhnutné, aby dve protichodné sily koexistovali a navzájom sa kompenzovali. Jednou z nich je gravitačná kontrakcia, ktorá, ako sme videli, stláča materiál hviezdy a nemilosrdne ho stláča. Druhým je tlak žiarenia a plynu, ktorý je výsledkom zapálenia jadrovej pece, ktorá sa pokúša rozšíriť hviezdu. Neustále prestavovanie, ktoré hviezdy zažívajú, keď spotrebúvajú vodík a vytvárajú nové jadrá hélia, je zodpovedné za jeho udržiavanie v rovnováhe. takže gravitačná kontrakcia na jednej strane, radiácia a tlak plynu na druhej strane sú držané na uzde.
V tomto procese je jadro hviezdy nútené stiahnuť sa, aby sa zvýšila jej teplota a zabránilo sa gravitačnému kolapsu. Ak sa nedokáže vyrovnať kvôli tlaku žiarenia a plynu, je odsúdený na gravitačný kolaps. Ak je hmotnosť hviezdy dostatočne veľká, jej jadro sa zahreje a stlačí natoľko, že keď sa vyčerpá vodík, héliové jadro sa spojí. Od tohto momentu sa začne proces nazývaný trojitá alfa.
Charakteristika neutrónovej hviezdy
Tento jav popisuje mechanizmus, pomocou ktorého sa tri jadrá hélia spoja a vytvoria jadro uhlíka, a vyskytuje sa pri teplote vyššej, ako je teplota fúzie jadier vodíka. V tomto procese bude hviezda naďalej spotrebovávať svoje zásoby hélia, produkovať uhlíkové jadrá a prestavovať sa tak, aby si udržala dokonalú rovnováhu, opäť vďaka kombinovaným účinkom gravitačnej kontrakcie, žiarenia a tlaku plynu. Práve vtedy neprestane produkovať uhlík.
Keď sa tento prvok v jadre vyčerpá, znova sa upraví, stlačí a opäť zvýši svoju teplotu, aby sa predišlo gravitačnému kolapsu. Od tohto bodu sa uhlíkové jadro zapáli procesom jadrovej fúzie a začne produkovať ťažšie chemické prvky.
Hoci v jadre hviezdy dochádza k fúzii uhlíka v bezprostrednej hornej vrstve, zapálenie hélia zostáva nezmenené. A nad týmto vodíkom. V procese nukleosyntézy hviezd názov procesu, v ktorom prebiehajú jadrové reakcie v týchto objektoch, hviezdy nadobúdajú hierarchickú štruktúru podobnú cibuli. Najťažšie prvky sú v jadre a odtiaľ nájdeme jeden po druhom čoraz ľahšie prvky.
Hviezdy sú v skutočnosti zodpovedné za produkciu chemických prvkov. V ňom sú syntetizované kyslík, uhlík, vodík, dusík, vápnik a fosfor, ktoré tvoria 99% hmoty nášho tela. A chemické prvky, ktoré tvoria zvyšné 1%. Hmota, ktorá nás tvorí, nie sme len my, ale všetko, čo nás obklopuje, pochádza doslova z hviezd.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o neutrónovej hviezde a jej charakteristikách.