ดาวนิวตรอน

La ดาวนิวตรอน และดาวควาร์ก เช่น หลุมดำ เป็นวัตถุที่น่าตื่นเต้น ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้พัฒนามามากพอที่จะให้ข้อมูลที่มีค่ามากเกี่ยวกับพวกมัน ซึ่งกระตุ้นให้เราให้ความสนใจต่อไป โดยหวังว่านักจักรวาลวิทยาจะเข้าใจพวกมันได้ดีขึ้นและช่วยให้เราเข้าใจกระบวนการที่กระตุ้นการฝึกอบรมของพวกเขาได้แม่นยำยิ่งขึ้น

ในบทความนี้ เราจะบอกคุณทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับดาวนิวตรอน ลักษณะและที่มาของดาวนิวตรอน

ดาวนิวตรอน

แม้ว่าดาวเหล่านี้ที่มีนิวตรอนและควาร์กจะเป็นตัวเอกที่แท้จริงของบทความนี้ แต่เพื่อให้เข้าใจพวกเขา เราจึงสนใจที่จะทบทวนกระบวนการชีวิตของดาวก่อน อย่างไรก็ตาม ก่อนที่เราจะพูดถึงแป้ง การแสดงเจตจำนงเป็นสิ่งสำคัญ: คุณจะไม่พบสมการในบทความนี้ พวกเขาไม่จำเป็นต้องเข้าใจอย่างแม่นยำและโดยสัญชาตญาณว่ากระบวนการทางกายภาพที่น่าตื่นเต้นซึ่งอธิบายการก่อตัวของพวกเขาทำงานอย่างไร

ดาวประกอบด้วยเมฆฝุ่นและก๊าซที่กระจัดกระจายไปทั่วจักรวาล เมื่อความหนาแน่นของเมฆก้อนใดก้อนหนึ่งสูงพอ แรงโน้มถ่วงจะกระทำต่อก้อนนั้น ซึ่งจะส่งเสริมการปรากฏตัวของกลไกที่ไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อยที่เรียกว่าการหดตัวของแรงโน้มถ่วง ซึ่งจะควบแน่นวัสดุที่อยู่ในเมฆและค่อยๆ ก่อตัวเป็นดาวขนาดเล็กหรือดาวฤกษ์ดวงเล็กๆ ขั้นตอนของวิวัฒนาการดาวฤกษ์นี้เรียกว่าลำดับหลัก ซึ่งดาวได้รับพลังงานผ่านการหดตัวของแรงโน้มถ่วง

แหล่ง

เกี่ยวกับ 70% ของมวลของดาวฤกษ์คือไฮโดรเจน 24-26% เป็นฮีเลียมและส่วนที่เหลือ 4-6% เป็นองค์ประกอบทางเคมี หนักกว่าฮีเลียม ชีวิตของดาวแต่ละดวงได้รับผลกระทบจากองค์ประกอบเริ่มต้นของมัน แต่ที่สำคัญกว่านั้น มันได้รับผลกระทบจากมวลของมันอย่างมาก ซึ่งไม่มีอะไรมากไปกว่าปริมาณของสสารที่แรงโน้มถ่วงสามารถสะสมและควบแน่นในส่วนของอวกาศได้

ที่น่าสนใจคือ ดาวที่มีมวลมากกว่าจะกินเชื้อเพลิงเร็วกว่าดาวมวลน้อยกว่ามาก ดังที่เราเห็นในบทความนี้ พวกมันมีอายุขัยที่สั้นกว่า และที่สำคัญที่สุดคือมีความรุนแรงและน่าตื่นเต้นมากกว่า ในขณะที่การหดตัวของแรงโน้มถ่วงควบแน่นวัสดุที่อยู่ในก้อนเมฆ อุณหภูมิของมันจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น

ถ้าปริมาณของวัสดุที่สะสมมากพอ ความดันและสภาวะอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการหลอมรวมที่เกิดขึ้นเองของนิวเคลียสไฮโดรเจนผ่านปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันจะปรากฏในนิวเคลียส เมื่ออุณหภูมิของแกนกลางของดาวฤกษ์โปรโตสตาร์ถึง 10 ล้านองศาเซลเซียส จะเกิดการจุดไฟโดยไฮโดรเจน ช่วงเวลาที่เงื่อนไขเหล่านี้เกิดขึ้นคือช่วงเวลาที่เตานิวเคลียร์เปิดอยู่ และดาวฤกษ์เริ่มเฟสที่เรียกว่าลำดับหลัก ในระหว่างนั้นดาวจะดึงพลังงานจากการหลอมรวมของนิวเคลียสของไฮโดรเจน

ฟิวชั่นแกน

ผลคูณของไฮโดรเจนฟิวชันคือนิวเคลียสฮีเลียม ดังนั้นองค์ประกอบของดาวจึงเริ่มเปลี่ยนแปลง ในกระบวนการนี้ พลังงานจำนวนมากจะถูกปลดปล่อยออกมา และดวงดาวถูกบังคับให้ต้องปรับใหม่อย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาสมดุลของอุทกสถิต นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ พวกเขามีเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่สามารถอธิบายกระบวนการนี้ได้อย่างแม่นยำมาก แต่เราสนใจที่จะรู้ว่าสมดุลอุทกสถิตคือมวลที่ทำให้ดาวฤกษ์มีเสถียรภาพ

เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ จำเป็นที่กองกำลังฝ่ายตรงข้ามสองกองกำลังอยู่ร่วมกันและชดเชยซึ่งกันและกัน หนึ่งในนั้นคือการหดตัวของแรงโน้มถ่วงซึ่งดังที่เราได้เห็นแล้วบีบอัดวัสดุของดาวฤกษ์และบีบมันอย่างไร้ความปราณี อีกประการหนึ่งคือความดันของการแผ่รังสีและก๊าซซึ่งเป็นผลมาจากการจุดไฟของเตานิวเคลียร์ซึ่งพยายามจะขยายดาวฤกษ์ การปรับใหม่อย่างต่อเนื่องของดาวฤกษ์เมื่อพวกมันกินไฮโดรเจนและผลิตนิวเคลียสฮีเลียมใหม่มีหน้าที่ในการรักษาสมดุล ดังนั้นการหดตัวของแรงโน้มถ่วงในด้านหนึ่ง, การแผ่รังสีและความดันก๊าซที่ด้านอื่น ๆ จะถูกเก็บไว้ที่อ่าว

ในกระบวนการนี้ แกนกลางของดาวฤกษ์ถูกบีบให้หดตัวเพื่อเพิ่มอุณหภูมิและป้องกันการยุบตัวของแรงโน้มถ่วง ถ้ามันไม่สามารถสมดุลตัวเองได้เนื่องจากความดันของรังสีและก๊าซ ก็จะถึงวาระที่จะยุบแรงโน้มถ่วง หากมวลของดาวฤกษ์มีขนาดใหญ่พอ แกนกลางของดาวก็จะร้อนขึ้นและบีบอัดมากจนเมื่อไฮโดรเจนหมดลง แกนฮีเลียมจะหลอมรวม. นับจากนั้นเป็นต้นมา กระบวนการที่เรียกว่า Triple alpha จะเริ่มต้นขึ้น

ลักษณะของดาวนิวตรอน

ปรากฏการณ์นี้อธิบายกลไกที่ฮีเลียมนิวเคลียสสามตัวหลอมรวมกันเพื่อผลิตนิวเคลียสคาร์บอน และเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิหลอมรวมของไฮโดรเจนนิวเคลียส ในขั้นตอนนี้ ดาวฤกษ์จะยังคงใช้ก๊าซฮีเลียมสำรองต่อไป ผลิตนิวเคลียสคาร์บอน และปรับใหม่เพื่อรักษาสมดุลที่สมบูรณ์แบบ อีกครั้งด้วยผลกระทบจากการหดตัวของแรงโน้มถ่วงและการแผ่รังสีและความดันก๊าซ นั่นคือเมื่อมันจะไม่หยุดผลิตคาร์บอน

เมื่อองค์ประกอบนี้หมดลงในแกนกลาง มันจะปรับใหม่ บีบอัด และเพิ่มอุณหภูมิอีกครั้งเพื่อหลีกเลี่ยงการยุบตัวของแรงโน้มถ่วง จากจุดนี้ไป แกนคาร์บอนจะจุดไฟผ่านกระบวนการหลอมนิวเคลียร์และเริ่มผลิตองค์ประกอบทางเคมีที่หนักขึ้น

แม้ว่าในแกนกลางของดาวฤกษ์ การหลอมรวมของคาร์บอนจะเกิดขึ้นที่ชั้นบนทันที แต่การจุดระเบิดของฮีเลียมยังคงไม่เปลี่ยนแปลง และเหนือไฮโดรเจนนี้ ในกระบวนการสังเคราะห์นิวเคลียสของดาวฤกษ์ ชื่อของกระบวนการที่ปฏิกิริยานิวเคลียร์เกิดขึ้นภายในวัตถุเหล่านี้ ดาวมีโครงสร้างแบบลำดับชั้นคล้ายกับหัวหอม. องค์ประกอบที่หนักที่สุดอยู่ที่แกนกลาง และจากนั้นเราจะพบองค์ประกอบที่เบาขึ้นเรื่อยๆ ทีละส่วน

แท้จริงแล้วดวงดาวมีหน้าที่ในการผลิตองค์ประกอบทางเคมี ในนั้นมีการสังเคราะห์ ออกซิเจน คาร์บอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน แคลเซียม และฟอสฟอรัส ซึ่งคิดเป็น 99% ของมวลร่างกายของเรา และองค์ประกอบทางเคมีที่ประกอบขึ้นเป็น 1% ที่เหลือ เรื่องที่ทำให้เราโตขึ้นไม่ใช่แค่เรา แต่ทุกสิ่งที่อยู่รอบตัวเราล้วนมาจากดวงดาว

ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับดาวนิวตรอนและลักษณะของดาวนิวตรอน