Neutronstjerner er restene av gigantiske stjerner som døde i en brennende eksplosjon kjent som en supernova. Etter et slikt utbrudd komprimerer kjernene til disse tidligere stjernene til en ultradense gjenstand med solmassen pakket inn i en ball på størrelse med en by.
Hvordan dannes nøytronstjerner?
Vanlige stjerner opprettholder sin sfæriske form fordi den kraftige tyngdekraften til deres gigantiske masse prøver å trekke gassen deres mot et sentralt punkt, men blir balansert av energien fra kjernefusjon i kjernene deres, som utøver et utadrettet trykk, ifølge NASA. På slutten av livet brenner stjerner som er mellom fire og åtte ganger solens masse gjennom sitt tilgjengelige drivstoff og deres indre fusjonsreaksjoner opphører. Stjernenes ytre lag kollapser raskt innover, spretter av den tykke kjernen og sprenges deretter ut igjen som en voldelig supernova.
Men den tette kjernen fortsetter å kollapse, og genererer trykk så høyt at protoner og elektroner blir presset sammen til nøytroner, så vel som lette partikler som kalles nøytrinoer som slipper ut i det fjerne universet. Sluttresultatet er en stjerne hvis masse er 90% nøytroner, som ikke kan presses noe strammere, og derfor kan ikke nøytronstjernen brytes lenger.
Kjennetegn på en nøytronstjerne
Astronomer teoretiserte først om eksistensen av disse bisarre stjernene enhetene på 1930-tallet, kort tid etter at nøytronet ble oppdaget. Men det var først i 1967 at forskere hadde gode bevis for nøytronstjerner i virkeligheten. En doktorgradsstudent ved navn Jocelyn Bell ved University of Cambridge i England la merke til rare pulser i radioteleskopet sitt, og ankom så regelmessig at hun i begynnelsen trodde de kunne være et signal fra en fremmed sivilisasjon, ifølge American Physical Society. Mønstrene viste seg ikke å være E.T. men heller stråling som sendes ut av raskt spinnende nøytronstjerner.
Supernovaen som gir opphav til en nøytronstjerne gir mye energi til den kompakte gjenstanden, og får den til å rotere på sin akse mellom 0,1 og 60 ganger per sekund, og opptil 700 ganger per sekund. De formidable magnetfeltene til disse enhetene produserer høydrevne strålingssøyler som kan sveipe forbi jorden som fyrbjelker, og skape det som er kjent som en pulsar.
Egenskapene til nøytronstjerner er helt ute av denne verden - en eneste teskje nøytronstjernemateriale vil veie en milliard tonn. Hvis du på en eller annen måte skulle stå på overflaten uten å dø, ville du oppleve en tyngdekraft som er 2 milliarder ganger sterkere enn hva du føler på jorden.
Et vanlig nøytronstjernes magnetfelt kan være billioner ganger sterkere enn jordas. Men noen nøytronstjerner har enda mer ekstreme magnetiske felt, tusen eller flere ganger den gjennomsnittlige nøytronstjernen. Dette skaper et objekt kjent som en magnetar.
Stjernskjelv på overflaten av en magnetar - tilsvarer jordskorpebevegelser som genererer jordskjelv - kan frigjøre enorme mengder energi. I løpet av en tidel av et sekund kan en magnetar produsere mer energi enn solen har gitt ut de siste 100 000 årene, ifølge NASA.
Forskning på nøytronstjerner
Forskere har vurdert å bruke stabile, klokkelignende pulser av nøytronstjerner for å hjelpe til i romfartsnavigasjon, omtrent som GPS-bjelker som hjelper folk på jorden. Et eksperiment på den internasjonale romstasjonen kalt Station Explorer for røntgenavstemning og navigasjonsteknologi (SEXTANT) var i stand til å bruke signalet fra pulsarer til å beregne ISSs plassering til innen 16 miles (16 km).
Men mye gjenstår å forstå om nøytronstjerner. I 2019 oppdaget for eksempel astronomer den mest massive nøytronstjernen noensinne sett - med omtrent 2,14 ganger massen av sola vår pakket inn i en sfære som sannsynligvis var rundt 20 kilometer. I denne størrelsen er objektet bare på grensen der det burde ha falt sammen i et svart hull, så forskere undersøker det nøye for å bedre forstå den rare fysikken som potensielt er i arbeid med å holde den oppe.
Forskere skaffer seg også nye verktøy for å studere nøytron-stjernedynamikk bedre. Ved hjelp av Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) har fysikere vært i stand til å observere gravitasjonsbølgene som sendes ut når to nøytronstjerner sirkler om hverandre og deretter kolliderer. Disse kraftige sammenslåingene kan være ansvarlige for å lage mange av de edle metaller vi har på jorden, inkludert platina og gull, og radioaktive elementer, for eksempel uran.
