Neutrónové hviezdy sú pozostatky obrovských hviezd, ktoré zahynuli pri ohnivej explózii známej ako supernova. Po takomto výbuchu sa jadrá týchto bývalých hviezd zhutnili do ultradenzívneho objektu s hmotnosťou slnka zabalenou do gule veľkosti mesta.
Ako sa tvoria neutrónové hviezdy?
Obyčajné hviezdy si udržiavajú svoj sférický tvar, pretože ťažká gravitácia ich gigantickej masy sa snaží vtiahnuť plyn do centrálneho bodu, ale podľa NASA je vyvážená energiou z jadrovej fúzie v ich jadrách, ktorá vytvára vonkajší tlak. Na konci svojho života hviezdy, ktoré sú medzi štyrmi až osemnásobkom hmotnosti Slnka horiace cez dostupné palivo a ich vnútorné fúzne reakcie ustávajú. Vonkajšie vrstvy hviezd sa rýchlo zrútia dovnútra, odrazia sa od hrubého jadra a potom znovu vyrazia ako násilná supernova.
Husté jadro sa však naďalej zrúti a vytvára tak vysoké tlaky, že protóny a elektróny sa stlačia spolu do neutrónov, ako aj ľahké častice nazývané neutrína, ktoré unikajú do vzdialeného vesmíru. Konečným výsledkom je hviezda, ktorej hmota je 90% neutrónov, ktorú už nie je možné stlačiť užšie, a preto sa neutrónová hviezda nemôže ďalej rozkladať.
Charakteristiky neutrónovej hviezdy
Astronómovia najskôr teoretizovali existenciu týchto bizarných hviezdnych entít v 30. rokoch, krátko po objavení neutrónov. Vedci však mali skutočné dôkazy o neutrónových hviezdach až v roku 1967. Postgraduálna študentka menom Jocelyn Bell na University of Cambridge v Anglicku si všimla podivné impulzy vo svojom rádiovom teleskope, ktoré prichádzali tak pravidelne, že si myslela, že by mohla byť signálom mimozemskej civilizácie podľa Americkej fyzickej spoločnosti. Ukázalo sa, že vzory neboli E.T. ale skôr žiarenie vyžarované rýchlo sa otáčajúcimi neutrónovými hviezdami.
Supernova, ktorá vedie k vzniku neutrónovej hviezdy, dodáva kompaktnému objektu veľkú energiu, čo spôsobuje, že sa otáča na svojej osi 0,1 až 60-krát za sekundu a až 700-krát za sekundu. Impozantné magnetické polia týchto entít produkujú vysoko výkonné stĺpce žiarenia, ktoré dokážu preletieť okolo Zeme ako majákové lúče, čím vytvárajú tzv.
Vlastnosti neutrónových hviezd sú úplne z tohto sveta - jedna čajová lyžička materiálu neutrónových hviezd by vážila miliardu ton. Keby ste sa nejako postavili na povrch bez toho, aby ste umierali, zažili by ste gravitačnú silu 2 miliónkrát silnejšiu ako to, čo cítite na Zemi.
Magnetické pole obyčajnej neutrónovej hviezdy môže byť bilióny krát silnejšie ako zemské. Ale niektoré neutrónové hviezdy majú ešte extrémnejšie magnetické pole, tisíckrát alebo viacnásobok priemernej neutrónovej hviezdy. Takto sa vytvorí objekt známy ako magnetar.
Hviezdne zemetrasenia na povrchu magnetaru - ekvivalent kôrovitých pohybov na Zemi, ktoré spôsobujú zemetrasenie - môžu uvoľniť obrovské množstvo energie. Podľa agentúry NASA môže magnetar za jednu desatinu sekundy vyrobiť viac energie, ako slnko emitovalo za posledných 100 000 rokov.
Výskum neutrónových hviezd
Vedci zvážili použitie stabilných taktických impulzov neutrónových hviezd na pomoc pri navigácii v kozmickej lodi, podobne ako lúče GPS pomáhajú viesť ľudí na Zemi. Experiment na Medzinárodnej vesmírnej stanici s názvom Station Explorer for RTG-Timing and Navigation Technology (SEXTANT) bol schopný použiť signál z pulzarov na výpočet polohy ISS s presnosťou na 16 km.
Čo sa týka neutrónových hviezd, ešte treba veľa porozumieť. Napríklad v roku 2019 astronómovia zbadali najmohutnejšiu neutrónovú hviezdu akú kedy videli - s asi 2,14-násobkom hmotnosti nášho slnka zabaleného do gule s najväčšou pravdepodobnosťou asi 20 km. Pri tejto veľkosti je objekt práve na hranici, kde sa mal zrútiť do čiernej diery, takže vedci ho podrobne skúmajú, aby lepšie pochopili nepárnu fyziku, ktorá je potenciálne pri práci, ktorá ju drží.
Vedci tiež získavajú nové nástroje na lepšie štúdium dynamiky neutrónových hviezd. Pomocou gravitačného vlnového observatória laserového interferometra (LIGO) boli fyzici schopní pozorovať gravitačné vlny emitované, keď sa dve neutrónové hviezdy krúžia jeden po druhom a potom sa zrážajú. Tieto silné fúzie môžu byť zodpovedné za výrobu mnohých vzácnych kovov, ktoré máme na Zemi, vrátane platiny a zlata, a rádioaktívnych prvkov, ako je napríklad urán.
