Astronomie hvězdných neutronů

Neutronová hvězda, jakákoli třída extrémně hustých kompaktních hvězd, o nichž se domnívalo, že jsou složeny převážně z neutronů. Neutronové hvězdy mají obvykle průměr asi 20 km. Jejich masy se pohybují mezi 1,18 a 1,97krát vyššími než Slunce, ale většina z nich je 1,35krát vyšší než Slunce. Jejich střední hustota je tedy extrémně vysoká - asi 10 ¹⁴krát to je voda. Toto přibližuje hustotu uvnitř atomového jádra a v některých ohledech může být neutronová hvězda pojata jako gigantické jádro. Není definitivně známo, co je ve středu hvězdy, kde je tlak největší; teorie zahrnují hyperony, kaony a piony. Mezilehlé vrstvy jsou většinou neutrony a jsou pravděpodobně ve „superfluidním“ stavu. Vnější 1 km (0,6 mil) je pevný, navzdory vysokým teplotám, které mohou být až 1 000 000 K. Povrch této pevné vrstvy, kde je tlak nejnižší, je složen z extrémně husté formy železa.

hvězda: Neutronové hvězdy

Když hmota zbytkového jádra leží mezi 1,4 a asi 2 solárními hmotami, zřejmě se stane neutronovou hvězdou s hustotou vyšší než

Další důležitou vlastností neutronových hvězd je přítomnost velmi silného magnetického pole, směrem nahoru o 10 ¹² Gauss (magnetické pole Země je 0,5 gauss), což způsobí, že povrch železa, které mají být polymerizovány ve formě dlouhých řetězců atomů železa. Jednotlivé atomy se stlačí a protáhnou ve směru magnetického pole a mohou se navzájem spojovat. Pod povrchem je tlak příliš vysoký na to, aby existovaly jednotlivé atomy.

Objev pulsarů v roce 1967 poskytl první důkaz existence neutronových hvězd. Pulsary jsou neutronové hvězdy, které vydávají pulsy záření jednou na rotaci. Vyzařovaným zářením jsou obvykle rádiové vlny, ale je známo, že pulsary vyzařují také v optických, rentgenových a gama-vlnových délkách. Velmi krátké období například pulsarů Krab (NP 0532) a Vela (33 a 83 milisekund) vylučuje možnost, že by to mohli být bílí trpaslíci. Pulzy jsou výsledkem elektrodynamických jevů generovaných jejich rotací a jejich silnými magnetickými poli, jako v dynamu. V případě rádiových pulsarů se neutrony na povrchu hvězdy rozpadají na protony a elektrony. Jakmile se tyto nabité částice uvolní z povrchu, vstupují do intenzivního magnetického pole, které obklopuje hvězdu a otáčí se spolu s ní. Zrychlené na rychlosti blížící se rychlosti světla uvolňují částice elektromagnetické záření pomocí synchrotronové emise. Toto záření je uvolňováno jako intenzivní paprsky z magnetických pólů pulsaru.

Mnoho binárních rentgenových zdrojů, jako je Hercules X-1, obsahuje neutronové hvězdy. Kosmické objekty tohoto druhu emitují rentgenové paprsky stlačením materiálu z doprovodných hvězd narostlých na jejich povrchy.

Neutronové hvězdy jsou také považovány za objekty zvané rotující rádiové přechody (RRAT) a jako magnetary. RRAT jsou zdroje, které emitují jednotlivé rádiové impulzy, ale v nepravidelných intervalech v rozsahu od čtyř minut do tří hodin. Příčina fenoménu RRAT není známa. Magnetary jsou vysoce magnetizované neutronové hvězdy, které mají magnetické pole mezi 10 ¹⁴ a 10 ¹⁵ gauss.

Většina vyšetřovatelů věří, že neutronové hvězdy jsou tvořeny explozemi supernovy, při nichž se zhroucení centrálního jádra supernovy zastaví rostoucím neutronovým tlakem, když se hustota jádra zvyšuje na asi 10 ¹⁵ gramů na krychlový cm. Pokud je však kolabující jádro masivnější než asi tři solární hmoty, neutronovou hvězdu nelze vytvořit a jádro by se pravděpodobně stalo černou dírou.