Kami tidak betul-betul memahami bintang neutron. Oh, kita tahu bahawa mereka adalah - mereka adalah sisa-sisa beberapa bintang paling besar di alam semesta - tetapi mendedahkan cara kerja dalaman mereka agak rumit, kerana fizik yang menjadikannya hidup hanya kurang difahami.
Tetapi sekali-sekala dua bintang neutron saling bersatu, dan ketika mereka melakukannya, mereka cenderung meletup, memuntahkan usus kuantum mereka ke seluruh ruang. Bergantung pada struktur dalaman dan komposisi bintang-bintang neutron, "ejecta" (istilah ilmiah yang sopan untuk muntah proyektil astronomi) akan kelihatan berbeza bagi kita pemerhati di bumi, memberi kita cara yang kasar tetapi berpotensi kuat untuk memahami makhluk-makhluk eksotik ini.
Bintang Neutron Nougat
Seperti yang anda sangka, bintang-bintang neutron terbuat dari neutron. Baik, kebanyakannya. Mereka juga mempunyai beberapa proton yang berenang di dalamnya, yang penting untuk kemudiannya, jadi saya harap anda mengingatnya.
Bintang Neutron adalah inti sisa beberapa bintang yang sangat besar. Ketika bintang-bintang raksasa itu menjelang akhir hayat mereka, mereka mula menyatukan unsur-unsur yang lebih ringan menjadi besi dan nikel. Berat graviti bintang yang lain terus menghancurkan atom-atom itu bersama-sama, tetapi tindak balas peleburan itu tidak lagi menghasilkan tenaga yang berlebihan, yang bermaksud bahawa tidak ada yang menghalang bintang daripada terus merosot dengan sendirinya.
Pada intinya tekanan dan ketumpatan menjadi sangat melampau sehingga elektron rawak ditarik ke dalam proton, mengubahnya menjadi neutron. Setelah proses ini selesai (yang memakan masa kurang dari selusin minit) bola neutron raksasa ini akhirnya dapat menahan keruntuhan selanjutnya. Selebihnya bintang memantul inti yang baru ditempa dan meletup dalam letupan supernova yang indah, meninggalkan inti: bintang neutron.
Spirals Of Doom
Oleh itu, seperti yang saya katakan, bintang-bintang neutron adalah bola-bola neutron raksasa, dengan banyak bahan (bernilai beberapa matahari!) Menjejak ke dalam volume yang tidak lebih besar dari sebuah kota. Seperti yang anda bayangkan, bahagian dalam makhluk eksotik ini aneh, misteri, dan kompleks.
Adakah neutron menjadi lapisan dan membentuk struktur kecil? Adakah bahagian dalam adalah sup neutron pekat yang semakin asing dan semakin asing jika anda semakin dalam? Adakah itu memberi laluan kepada perkara yang lebih pelik? Bagaimana dengan sifat kerak bumi - lapisan elektron pek terluar?
Terdapat banyak soalan yang tidak dijawab ketika datang ke bintang neutron. Tetapi syukurlah, alam memberi kita cara mengintip di dalamnya.
Kelemahan kecil: kita harus menunggu dua bintang neutron bertabrakan sebelum kita berpeluang melihat apa yang terbuat dari bintang tersebut. Adakah anda masih ingat GW170817? Anda benar-benar melakukannya - ini adalah penemuan besar gelombang graviti yang berasal dari dua bintang neutron bertembung, bersama dengan sejumlah pemerhatian susulan teleskop api cepat di seluruh spektrum elektromagnetik.
Semua pemerhatian serentak ini memberi kita gambaran yang paling lengkap yang disebut kilonovas, atau letupan tenaga dan radiasi yang kuat dari kejadian ekstrem ini. Episod tertentu GW170817 adalah satu-satunya yang pernah ditangkap dengan pengesan gelombang graviti, tetapi pastinya bukan satu-satunya yang berlaku di alam semesta.
Harapan Neutron
Apabila bintang neutron bertabrakan, keadaan menjadi tidak kemas dengan cepat. Apa yang membuat keadaan menjadi tidak kemas adalah populasi kecil proton yang bersembunyi di dalam bintang neutron yang kebanyakannya neutron. Kerana daya positif mereka dan putaran bintang yang sangat pantas, mereka dapat membuat medan magnet yang sangat kuat (dalam beberapa keadaan medan magnet paling kuat di seluruh alam semesta) dan medan magnet tersebut memainkan beberapa permainan jahat.
Selepas tabrakan bintang neutron, sisa-sisa bintang mati yang berantakan terus berputar-putar satu sama lain dalam orbit yang cepat, dengan beberapa inti mereka mengembang dalam gelombang letupan titanik, yang didorong oleh tenaga nahas.
Bahan berpusing yang tersisa dengan cepat membentuk cakera, dengan cakera yang diikat oleh medan magnet yang kuat. Dan apabila medan magnet yang kuat berada di dalam cakera berputar dengan cepat, mereka mula melipat diri dan menguatkan, menjadi lebih kuat. Melalui proses yang tidak difahami sepenuhnya (kerana fizik, seperti senario, menjadi sedikit tidak kemas) medan magnet ini melilit diri mereka sendiri di dekat pusat cakera dan bahan corong keluar dan jauh dari sistem: jet.
Jet-jet itu, satu di setiap tiang, meletup keluar, membawa radiasi dan zarah-zarah yang jauh dari kemalangan kereta kosmik. Dalam sebuah makalah baru-baru ini, meneliti penyusunan formasi dan jangka hayat jet tersebut, dengan sangat teliti melihat berapa lama jet itu terbentuk setelah perlanggaran awal. Ternyata perincian mekanisme peluncuran jet bergantung pada isi dalaman bintang-bintang neutron yang asli: jika anda mengubah bagaimana bintang-bintang neutron disusun, anda akan mendapat perbezaan cerita pelanggaran dan tanda tangan yang berbeza dalam sifat-sifat jet.
Dengan pengamatan kilonova yang lebih mengerikan, kita mungkin dapat mengetahui beberapa model ini, dan mengetahui apa yang membuat bintang neutron benar-benar berdetak.
Baca lebih lanjut: "Aliran jet-kepompong dari penggabungan bintang neutron: struktur, lengkung cahaya, dan fizik asas"
