Neutronitähed on hiiglaslike tähtede jäänused, mis hukkusid tulises plahvatuses, mida nimetatakse supernoovaks. Pärast sellist puhkemist kompakteeruvad nende endiste tähtede tuumad ülitihedaks objektiks, mille päikese mass on pakitud linna suurusesse palli.
Kuidas neutronitähed moodustuvad?
Tavalised tähed säilitavad oma sfäärilise kuju, kuna nende hiiglasliku massi raskusjõud üritab oma gaasi tõmmata keskpunkti poole, kuid NASA andmetel tasakaalustab seda tuumade tuumasünteesil eralduv energia, mis avaldab NASA andmetel väljapoole survet. Elu lõpul põlevad päikeseenergia massist neli kuni kaheksa korda suuremad tähed läbi saadaoleva kütuse ja nende sisemised termotuumareaktsioonid lakkavad. Tähtede väliskihid varisevad kiiresti sissepoole, põgenedes paksu südamiku küljest lahti ja lõhkades seejärel uuesti vägivaldse supernoovana.
Kuid tihe tuum variseb edasi, tekitades nii kõrge rõhu, et prootonid ja elektronid pigistatakse kokku neutroniteks, samuti kergeteks osakesteks, mida nimetatakse neutrinodeks, mis põgenevad kaugesse universumisse. Lõpptulemuseks on täht, mille mass on 90% neutroneid ja mida ei saa tihedamalt pigistada ja seetõttu ei saa neutronitäht enam laguneda.
Neutronitähe omadused
Astronoomid teostasid nende veidrate täheüksuste olemasolu esmakordselt 1930ndatel, vahetult pärast neutronite avastamist. Kuid alles 1967. aastal oli teadlastel neutronitähtede kohta tegelikkuses häid tõendeid. Inglismaa Cambridge'i ülikoolis asuv kraadiõppur Jocelyn Bell märkas oma raadioteleskoobis kummalisi impulsse, saabudes nii regulaarselt, et algul arvas ta, et Ameerika füüsilise seltsi andmetel võivad need olla võõra tsivilisatsiooni signaal. Mustrid osutusid mitte E.T. vaid pigem kiiresti pöörlevate neutrontähtede kiirgus.
Supernoova, mis tekitab neutrontähe, eraldab kompaktsele objektile palju energiat, põhjustades selle pöörlemise teljel vahemikus 0,1–60 korda sekundis ja kuni 700 korda sekundis. Nende olendite silmapaistvad magnetväljad tekitavad suure võimsusega kiirguskolonne, mis võivad Maast mööda minna nagu tuletorni talad, luues nn pulsaari.
Neutronitähtede omadused on sellest maailmast täiesti väljas - üks teelusikatäis neutronitähtede materjali kaaluks miljard tonni. Kui peaksite seisma nende pinnal surmata, siis tunneksite gravitatsioonijõudu 2 miljardit korda tugevamat kui see, mida tunnete Maal.
Tavalise neutrontähe magnetväli võib olla triljoneid kordi tugevam kui Maa oma. Kuid mõnel neutronitähel on veelgi äärmuslikumad magnetväljad, tuhat või enam korda suurem kui keskmine neutronitäht. See loob objekti, mida nimetatakse magnetariks.
Tähtvärinad magnetarmeetri pinnal - Maakera maakera liikumise ekvivalent, mis tekitavad maavärinaid - võivad vabastada tohutul hulgal energiat. Nail väidab, et ühe sekundi jooksul võib magnet tekitada rohkem energiat kui päike viimase 100 000 aasta jooksul on kiirganud.
Neutronitähtede uurimine
Teadlased on kaalunud neutronitähtede stabiilsete kellakujuliste impulsside kasutamist kosmoselaevade navigeerimisel, sarnaselt GPS-kiirtega, mis aitavad inimesi Maa peal. Rahvusvahelises kosmosejaamas tehtud eksperiment nimega Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology (SEXTANT) suutis pulsarstide signaali abil arvutada ISSi asukoha 10 miili (16 km) piiresse.
Kuid neutronitähtede osas on veel palju aru saada. Näiteks märkasid astronoomid 2019. aastal kõige massiivsemat neutronitähte, mida eales nähtud - umbes 2,14-kordse meie päikese massiga, mis on pakitud kerasse, mille läbimõõt on tõenäoliselt umbes 12,4 miili (20 km). Selles suuruses on objekt just selles piiris, kus see pidanuks musta auku varisema, nii et teadlased uurivad seda tähelepanelikult, et paremini mõista veider füüsikat, mis võib seda tööl hoida.
Teadlased saavad ka uusi tööriistu neutronitähtede dünaamika paremaks uurimiseks. Laserinterferomeetri gravitatsiooniliste lainete vaatluskeskust (LIGO) kasutades on füüsikud suutnud jälgida gravitatsioonilaineid, mis eralduvad, kui kaks neutrontähte üksteisega ringi käivad ja seejärel põrkuvad. Need võimsad ühinemised võivad põhjustada paljude väärismetallide tootmist, mis meil Maa peal on, sealhulgas plaatina ja kuld, ning radioaktiivsete elementide, näiteks uraani.
