Neutronska zvezda

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije

Prvo opažanje neutronske zvezde u vidljivoj svetlosti. U pitanju je neutronska zvezda RX J185635-3754.

Neutronska zvezda je vrsta zvezde, ili preciznije zvezdanog ostatka, koja može da nastane usled gravitacionog kolapsa masivne zvezde tokom supernove. Neutronske zvezde su sačinjene gotovo isključivo od neutrona, subatomskih čestica bez naelektrisanja i gotovo identične mase kao proton. Ove zvezde imaju veliku temperaturu (oko milion Kelvina)^[1] zbog velike gustine, a dalje urušavanje zvezde je onemogućeno usled Paulijevog principa isključenja. Ovaj princip govori da dve čestice (u ovom slučaju dva neutrona) ne mogu da simultano budu u istom kvantom stanju. Neutronske zvezde su prvo teorijski predviđene 1933. od strane Valtera Badea i Frica Cvikija, a pronađene su 1967. godine kao pulsari.

[uredi] Nastanak

Neutronske zvezde su jedan od mogućih finalnih stadijuma zvezdane evolucije. U ekploziji supernove jezgro zvezde kolabira i nastaje zvezdani objekat dosta manje mase u odnosu na masu prvobitne zvezde. Neutronske zvezde imaju masu od 1,4 do približno 3 mase Sunca. Zvezdani ostaci mase ispod Čandrasekarove granice (1,4 mase Sunca) su beli patuljci, a sa preko 3 mase Sunca nastaju crne rupe.

Prilikom ekspozije supernove, jezgro zvezde koje se urušava i od kojeg nastaje neutronska zvezda zadržava veliki deo svog ugaonog momenta. Kako sad ima samo mali deo svog nekadašnjeg prečnika, novoformirana neutronska zvezda ima veoma veliku brzinu rotacije. Raspon perioda rotacije kod ovih zvezda se kreće od 1,4 milisekunde do 30 sekundi.

Usled zračenja energije na račun rotacione energije, neutronska zvezda vremenom polako usporava svoju rotaciju. Brzina usporavanja je izuzetno mala, i iznosi od 10^-12 do 10^-12 sekundi po veku. Sporije usporavaju neutronske zvezde sa slabijim magnetskim poljem.

[uredi] Svojstva

Neutronske zvezde imaju masu veću od 1,4 mase Sunca, a njihov prečnik je reda veličine 10 kilometara, tj. oko 70.000 puta manje od prečnika Sunca. Ovo znači da je srednja gustina 10¹⁴ puta veća od Sunčeve. Jedna kašičica materija sa neutronske zvezde (5 mililitara) bi imala masu od 5×10¹² kilograma, tj. oko 15 puta veću masu od mase svih živih ljudi na planeti.

Kako ovi objekti imaju zvezdane mase, a jako male prečnike, njihovo gravitaciono polje je izuzetno snažno. Kosmička brzina, koja govori kolika je potrebna brzina tela da bi se ono oslobodilo gravitacionog uticaja nebeskog tela, za neutronske zvezde iznosi oko 100.000 km/s, što je trećina od brzine svetlosti. Telo koje bi palo sa visine od samo jednog metra, udarilo bi površinu neutronske zvezde brzinom od oko 2000 km/s.^[2]

Temperatura unutar novoformirane neutronske zvezde je preko 100 milijardi Kelvina.^[1] Ipak, ogroman broj neutrina koje ova zvezda u početku emituje brzo odnosi veliki deo energije, tako da se temperatura za svega nekoliko godina spušta na oko milion Kelvina. I pri tolikoj temperaturi, najveći deo zračenja zvezda odašilje u oblasti iks zraka. Što se tiče vidljive svetlosti, približno ista energija se zrači u svim delovima vidljivog spektra tako da neutronska zvezda izgleda bela kad se posmatra u vidljivom delu spektra.

[uredi] Otkriće

1932. godine Ser Džejms Čedvik (engl. Sir James Chadwick) je otkrio neutron, novu subatomsku česticu, za čega je dobio Nobelovu nagradu 1935. godine.

Svega godinu dana kasnije, 1933. godine, Valter Bade (nem. Walter Baade) i Fric Cviki (nem. Fritz Zwicky) su pretpostavili postojanje zvezde sastavljene od neutrona. Tragajući za objašnjenjem nastanka supernove, mislili su da one stvaraju zvezde sačinjene od neutrona.

1967. godine Džoselin Bel (engl. Jocelyn Bell) i Entoni Hjuiš (engl. Antony Hewish) su otkrili pulsare, i time potvrdili pretpostavku o postojanju neutronskih zvezda.

[uredi] Posebne vrste neutronskih zvezda

• Pulsari - neutronska zvezda čija osa magnetnog polja posle svake rotacije se uperi ka Sunčevom sistemu, tako da mi dobijamo pravilno periodične impulse zračenja sa ove zvezde. Kaže se da su pulsari svemirski svetionici.

• Magnetari - neutronska zvezda sa izuzetno, izuzetno jakim magnetskim poljem, koje odašilje najviše zraka u gama spektru.

[uredi] Izvori