En nøytronstjerne begynner sitt liv som en stjerne mellom omtrent 7 og 20 ganger solens masse. Når denne typen stjerne går tom for drivstoff, kollapser den under sin egen vekt, knuser kjernen og utløser en supernovaeksplosjon. Det som gjenstår er en ultratett kule som bare er på størrelse med en by på tvers, men med opptil dobbelt så stor masse som solen klemt inne. Kreditt: NASAs Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab
En gigantisk stjerne møter flere mulige skjebner når den dør i en supernova. Den stjernen kan enten bli fullstendig ødelagt, bli en svart hull, eller bli en nøytronstjerne. Utfallet avhenger av den døende stjernens masse og andre faktorer, som alle former hva som skjer når stjerner eksploderer i en supernova.
Nøytronstjerner er blant de tetteste objektene i kosmos. De er i gjennomsnitt bare rundt 12 miles i diameter, men er tettere enn solen vår, som er mer enn 72,000 XNUMX ganger større enn en nøytronstjerne. Nøytronstjerner har fått navnet sitt fordi kjernene deres har så kraftig gravitasjon at de fleste positivt ladede protoner og negativt ladede elektroner i det indre av disse stjernene kombineres til uladede nøytroner.
Denne simuleringen viser to tette nøytronstjerner som kolliderer. Kollisjonen har dannet et sort hull i bane rundt et virvel av magnetisert gass. Noe materie dukker opp i energiske jetfly og vind som vil lage tunge elementer og lysglimt. Kreditt: Bilde med tillatelse av A. Tchekhovskoy, R. Fernandez, D. Kasen
Nøytronstjerner produserer ingen ny varme. Imidlertid er de utrolig varme når de dannes og avkjøles sakte. Nøytronstjernene vi kan observere har i gjennomsnitt omtrent 1.8 millioner grader Fahrenheit, sammenlignet med rundt 9,900 grader Fahrenheit for solen.
Nøytronstjerner har en viktig rolle i universet. Nyere forskning tyder på at kollisjoner med nøytronstjerner er en av universets viktigste kilder til tunge grunnstoffer som gull og uran. Prosessen med å lage nye atomkjerner fra allerede eksisterende protoner og nøytroner, enten det skjer under en nøytronstjernekollisjon, en supernova, brenning av stjerner eller Big Bang, kalles nukleosyntese.
Raske fakta
- Den enorme tettheten til en nøytronstjerne betyr at en teskje nøytronstjernemateriale vil veie 10 millioner tonn.
- Med bare rundt 12 miles i diameter, ville en nøytronstjerne passe innenfor grensene til Chicago.
- Nøytronstjerner har eksepsjonelt sterke magnetiske felt rundt seg.
- Nøytronstjerner roterer ekstremt raskt på grunn av bevaring av vinkelmomentum.
- Mange nøytronstjerner blir observert gjennom periodiske (eller pulserende) radiobølger de sender ut (disse kalles pulsarer).
- Nøytronstjernekollisjoner er ingen liten affære. Begivenheten frigjør tilsvarende hundrevis av millioner ganger solens energi, og forvrenger romtid som gravitasjonsbølger.
DOE Office of Science: Bidrag til nøytronstjerneforskning
DOE Office of Science Nuclear Physics-programmet støtter forskning innen kjernefysisk astrofysikk. Denne vitenskapelige disiplinen hjelper oss å forstå nøytronstjerner og andre objekter i kosmos. To universitetsbaserte DOE Centers of Excellence - Cyclotron Institute ved Texas A&M University og Triangle Universities Nuclear Laboratory - spesialiserer seg på studiet av kjernefysisk astrofysikk. DOE finansierer også forskning på Big Bang, stjerner, supernovaer og nøytronstjernesammenslåinger og deres roller som kilder til grunnstoffer. Nuclear Physics-programmet ved DOE Office of Science finansierte forskning som produserte superdatamaskinmodeller av kollisjoner med nøytronstjerner. DOE støtter også eksperimenter ved DOEs Jefferson Lab
som ved å måle fordelingen av nøytroner i kjerner, forteller oss om fysikken til nøytronstjerner og egenskapene til tett kjernestoff. Å studere egenskapene til tett kjernestoff og nøytronrikt materiale er også en del av hensikten med Anlegg for sjeldne isotopbjelker og Argonne Tandem Linac Accelerator System, begge DOE Office of Science brukerfasiliteter.
