Objek tentang yang mana kita akan bicara dalam artikel tersebut, ditemukan secara tidak sengaja, meskipun ilmuwan Landau L.D. dan Oppenheimer R. memperkirakan keberadaannya pada tahun 1930. Kita berbicara tentang bintang neutron. Ciri-ciri dan ciri-ciri tokoh kosmik ini akan dibahas dalam artikel.
Neutron dan bintang dengan nama yang sama
Setelah prediksi pada tahun 30-an abad ke-20 tentang keberadaan bintang neutron dan setelah penemuan neutron (1932), Baade V. bersama Zwicky F., pada tahun 1933, pada kongres fisikawan di Amerika, mengumumkan kemungkinan terbentuknya suatu benda yang disebut bintang neutron. Ini adalah benda kosmik yang muncul selama ledakan supernova.
Namun, semua perhitungan hanya bersifat teoretis, karena teori tersebut tidak dapat dibuktikan dalam praktik karena kurangnya peralatan astronomi yang sesuai dan ukuran bintang neutron yang terlalu kecil. Namun pada tahun 1960, astronomi sinar-X mulai berkembang. Kemudian, secara tidak terduga, bintang neutron ditemukan berkat pengamatan radio.
Pembukaan
Tahun 1967 merupakan tahun yang penting dalam bidang ini. Bell D., sebagai mahasiswa pascasarjana Huish E., berhasil menemukan objek kosmik - bintang neutron. Ini adalah benda yang memancarkan radiasi gelombang radio secara konstan. Fenomena tersebut disamakan dengan suar radio kosmik karena sempitnya arah pancaran radio yang berasal dari benda yang berputar sangat cepat. Faktanya adalah bintang standar lainnya tidak akan mampu mempertahankan integritasnya pada kecepatan rotasi setinggi itu. Hanya bintang neutron yang mampu melakukan hal ini, di antaranya yang pertama ditemukan adalah pulsar PSR B1919+21.
Nasib bintang masif sangat berbeda dengan bintang kecil. Dalam tokoh-tokoh seperti itu, ada saatnya tekanan gas tidak lagi menyeimbangkan gaya gravitasi. Proses seperti itu mengarah pada fakta bahwa bintang mulai menyusut (runtuh) tanpa batas. Dengan massa bintang 1,5-2 kali lebih besar dari Matahari, keruntuhan tidak bisa dihindari. Selama proses kompresi, gas di dalam inti bintang memanas. Pada awalnya semuanya terjadi sangat lambat.
Runtuh
Ketika mencapai suhu tertentu, proton dapat berubah menjadi neutrino, yang segera meninggalkan bintang, membawa serta energi. Keruntuhan akan semakin intensif hingga semua proton berubah menjadi neutrino. Hal ini menciptakan pulsar, atau bintang neutron. Ini adalah inti yang sedang runtuh.
Selama pembentukan pulsar, kulit terluar menerima energi kompresi, yang kemudian akan mencapai kecepatan lebih dari seribu km/detik. terlempar ke luar angkasa. Hal ini menciptakan gelombang kejut yang dapat menyebabkan pembentukan bintang baru. Yang ini akan menjadi miliaran kali lebih besar dari aslinya. Setelah proses ini, dalam jangka waktu satu minggu hingga satu bulan, bintang tersebut memancarkan cahaya dalam jumlah yang melebihi seluruh galaksi. Benda langit seperti itu disebut supernova. Ledakannya menyebabkan terbentuknya nebula. Di tengah nebula terdapat pulsar, atau bintang neutron. Inilah yang disebut keturunan bintang yang meledak.
Visualisasi
Di kedalaman seluruh ruang angkasa, terjadi peristiwa menakjubkan, di antaranya adalah tumbukan bintang. Berkat model matematika yang canggih, para ilmuwan NASA mampu memvisualisasikan kerusuhan energi dalam jumlah besar dan degenerasi materi yang terlibat di dalamnya. Gambaran yang sangat dahsyat tentang bencana alam kosmik muncul di hadapan mata para pengamat. Kemungkinan terjadinya tabrakan bintang neutron sangat tinggi. Pertemuan dua tokoh tersebut di luar angkasa dimulai dengan keterikatan mereka dalam medan gravitasi. Memiliki massa yang sangat besar, mereka saling berpelukan. Ketika bertabrakan, terjadi ledakan dahsyat, disertai dengan pelepasan radiasi gamma yang sangat kuat.
Jika kita mempertimbangkan bintang neutron secara terpisah, maka ini adalah sisa ledakan supernova di mana lingkaran kehidupan berakhir. Massa bintang yang sekarat 8-30 kali lebih besar dari massa Matahari. Alam semesta sering kali diterangi oleh ledakan supernova. Kemungkinan ditemukannya bintang neutron di alam semesta cukup tinggi.
Pertemuan
Menariknya, ketika dua bintang bertemu, perkembangan peristiwa tidak dapat diramalkan dengan jelas. Salah satu opsi menjelaskan model matematika, diusulkan oleh ilmuwan NASA dari Space Flight Center. Prosesnya dimulai dengan dua bintang neutron yang terletak pada jarak kurang lebih 18 km satu sama lain di luar angkasa. Menurut standar kosmik, bintang neutron dengan massa 1,5-1,7 kali Matahari dianggap benda kecil. Diameternya bervariasi dalam 20 km. Karena perbedaan antara volume dan massa, bintang neutron memiliki gravitasi terkuat dan Medan gaya. Bayangkan saja: satu sendok teh materi dari bintang neutron memiliki berat yang sama dengan berat seluruh Gunung Everest!
Degenerasi
Gelombang gravitasi yang sangat tinggi dari bintang neutron di sekitarnya adalah alasan mengapa materi tidak dapat ada dalam bentuk atom individu, yang mulai runtuh. Materi itu sendiri berubah menjadi materi neutron yang mengalami degenerasi, di mana struktur neutron itu sendiri tidak memungkinkan bintang tersebut masuk ke dalam singularitas dan kemudian ke dalam lubang hitam. Jika massa materi yang mengalami degenerasi mulai bertambah karena penambahannya, maka gaya gravitasi akan mampu mengatasi hambatan neutron. Maka tidak ada yang bisa mencegah kehancuran struktur yang terbentuk akibat tumbukan benda-benda bintang neutron.
Model matematika
Dengan mempelajari benda-benda langit tersebut, para ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa massa jenis bintang neutron sebanding dengan massa jenis materi dalam inti atom. Indikatornya berkisar dari 1015 kg/m³ hingga 1018 kg/m³. Dengan demikian, keberadaan elektron dan proton yang independen tidak mungkin terjadi. Materi bintang praktis hanya terdiri dari neutron.
Model matematika yang dibuat menunjukkan betapa kuatnya interaksi gravitasi periodik yang terjadi antara dua bintang neutron cangkang tipis dua bintang dan terlempar ke ruang sekitarnya, jumlah yang banyak radiasi (energi dan materi). Proses pemulihan hubungan terjadi sangat cepat, hanya dalam sepersekian detik. Akibat tumbukan tersebut, terbentuklah cincin materi toroidal dengan lubang hitam baru lahir di tengahnya.
Penting
Membuat model peristiwa seperti itu sangatlah penting. Berkat mereka, para ilmuwan dapat memahami bagaimana bintang neutron dan lubang hitam terbentuk, apa yang terjadi ketika bintang-bintang bertabrakan, bagaimana supernova lahir dan mati, dan banyak proses lainnya di luar angkasa. Semua peristiwa ini merupakan sumber yang paling parah unsur kimia di Alam Semesta, bahkan lebih berat dari besi, tidak dapat dibentuk dengan cara lain apa pun. Ini menjelaskan banyak hal pentingnya bintang neutron di seluruh alam semesta.
Rotasi suatu benda langit yang bervolume sangat besar pada porosnya sungguh menakjubkan. Proses ini menyebabkan keruntuhan, tetapi massa bintang neutron praktis tetap sama. Jika kita membayangkan bintang akan terus berkontraksi, maka menurut hukum kekekalan momentum sudut, kecepatan sudut rotasi bintang akan meningkat hingga nilai yang luar biasa. Jika sebuah bintang membutuhkan waktu sekitar 10 hari untuk menyelesaikan satu revolusi penuh, maka ia akan menyelesaikan revolusi yang sama dalam 10 milidetik! Ini adalah proses yang luar biasa!
Perkembangan keruntuhan
Para ilmuwan sedang mempelajari proses tersebut. Mungkin kita akan menyaksikan penemuan-penemuan baru yang masih tampak fantastis bagi kita! Tapi apa yang bisa terjadi jika kita membayangkan perkembangan keruntuhan lebih lanjut? Agar lebih mudah membayangkannya, mari kita perbandingan pasangan bintang neutron/Bumi dan jari-jari gravitasinya. Jadi, dengan kompresi terus menerus, sebuah bintang dapat mencapai keadaan di mana neutron mulai berubah menjadi hiperon. Radius benda angkasa akan menjadi sangat kecil sehingga di depan kita akan ada segumpal benda superplanet dengan massa dan medan gravitasi bintang. Hal ini dapat dibandingkan dengan bagaimana jika bumi menjadi seukuran bola pingpong, dan jari-jari gravitasi bintang kita, Matahari, sama dengan 1 km.
Jika kita membayangkan segumpal kecil materi bintang memiliki daya tarik sebesar bintang besar, maka ia mampu menahan seluruh sistem planet di dekatnya. Namun kepadatan benda angkasa seperti itu terlalu tinggi. Sinar cahaya berangsur-angsur berhenti menerobosnya, tubuh seolah-olah padam, tidak lagi terlihat oleh mata. Hanya medan gravitasi yang tidak berubah, yang memperingatkan adanya lubang gravitasi di sini.
Penemuan dan observasi
Penggabungan bintang neutron pertama kali tercatat baru-baru ini: 17 Agustus. Dua tahun lalu, penggabungan lubang hitam terdeteksi. Memang benar sebuah peristiwa penting di bidang astrofisika, pengamatan itu dilakukan secara bersamaan oleh 70 observatorium luar angkasa. Para ilmuwan mampu memverifikasi kebenaran hipotesis tentang semburan sinar gamma; mereka mampu mengamati sintesis unsur-unsur berat yang sebelumnya dijelaskan oleh para ahli teori.
Pengamatan luas terhadap ledakan sinar gamma, gelombang gravitasi, dan cahaya tampak memungkinkan untuk menentukan wilayah di langit tempat peristiwa penting terjadi dan galaksi tempat bintang-bintang ini berada. Ini adalah NGC 4993.
Tentu saja, para astronom telah lama mengamati yang pendek, namun hingga saat ini mereka belum bisa memastikan asal usulnya. Di balik teori utama adalah versi penggabungan bintang-bintang neutron. Sekarang sudah dikonfirmasi.
Untuk mendeskripsikan bintang neutron menggunakan matematika, para ilmuwan beralih ke persamaan keadaan yang menghubungkan kepadatan dengan tekanan materi. Namun, ada banyak pilihan seperti itu, dan para ilmuwan tidak tahu pilihan mana yang benar. Pengamatan gravitasi diharapkan dapat membantu menyelesaikan masalah ini. Pada saat ini Sinyal tersebut tidak memberikan jawaban yang jelas, tetapi sudah membantu memperkirakan bentuk bintang, bergantung pada gaya tarik gravitasi pada benda kedua (bintang).
BINTANG NEUTRON
sebuah bintang yang sebagian besar terbuat dari neutron. Neutron adalah partikel subatom netral, salah satu komponen utama materi. Hipotesis tentang keberadaan bintang neutron dikemukakan oleh astronom W. Baade dan F. Zwicky segera setelah ditemukannya neutron pada tahun 1932. Namun hipotesis ini baru terkonfirmasi melalui pengamatan setelah ditemukannya pulsar pada tahun 1967.
Lihat juga PULSAR. Bintang neutron terbentuk sebagai akibat dari keruntuhan gravitasi bintang normal yang massanya beberapa kali lebih besar dari Matahari. Kepadatan bintang neutron mendekati kepadatan inti atom, yaitu. 100 juta kali lebih tinggi dari kepadatan materi biasa. Oleh karena itu, dengan massanya yang sangat besar, bintang neutron hanya memiliki radius kira-kira. 10km. Karena radius bintang neutron yang kecil, gaya gravitasi di permukaannya sangat tinggi: sekitar 100 miliar kali lebih tinggi daripada di Bumi. Bintang ini terlindung dari keruntuhan karena “tekanan degenerasi” materi neutron padat, yang tidak bergantung pada suhunya. Namun, jika massa sebuah bintang neutron menjadi lebih tinggi dari sekitar 2 massa matahari, maka gaya gravitasi akan melebihi tekanan ini dan bintang tersebut tidak akan mampu menahan keruntuhannya.
Lihat juga KERUGIAN GRAVITASI. Bintang neutron memiliki medan magnet yang sangat kuat, mencapai 10 12-10 13 G di permukaan (sebagai perbandingan: Bumi memiliki sekitar 1 G). Dua jenis benda langit berbeda dikaitkan dengan bintang neutron.
Pulsar (radio pulsar). Benda-benda ini memancarkan gelombang radio secara teratur. Mekanisme radiasinya belum sepenuhnya jelas, namun diyakini bahwa bintang neutron yang berputar memancarkan sinar radio ke arah yang berhubungan dengan medan magnetnya, yang sumbu simetrinya tidak berimpit dengan sumbu rotasi bintang tersebut. Oleh karena itu, rotasi menyebabkan perputaran pancaran radio yang secara periodik diarahkan ke Bumi.
Sinar-X berlipat ganda. Sumber sinar-X yang berdenyut juga dikaitkan dengan bintang neutron yang merupakan bagian dari sistem biner dengan bintang normal masif. Dalam sistem seperti itu, gas dari permukaan bintang normal jatuh ke bintang neutron, dengan percepatan yang sangat tinggi. Ketika mengenai permukaan bintang neutron, gas melepaskan 10-30% energi diamnya, sedangkan selama reaksi nuklir angka ini tidak mencapai 1%. Dipanaskan ke suhu tinggi Permukaan bintang neutron menjadi sumber radiasi sinar-X. Namun, jatuhnya gas tidak terjadi secara merata di seluruh permukaan: medan magnet yang kuat dari bintang neutron menangkap gas terionisasi yang jatuh dan mengarahkannya ke kutub magnet, tempat gas tersebut jatuh, seperti ke dalam corong. Oleh karena itu, hanya wilayah kutub yang menjadi sangat panas, dan pada bintang yang berputar, wilayah tersebut menjadi sumber gelombang sinar-X. Pulsa radio dari bintang tersebut tidak lagi diterima, karena gelombang radio diserap oleh gas yang mengelilinginya.
Menggabungkan. Kepadatan bintang neutron meningkat seiring dengan kedalaman. Di bawah lapisan atmosfer yang tebalnya hanya beberapa sentimeter terdapat cangkang logam cair setebal beberapa meter, dan di bawahnya terdapat kerak padat setebal satu kilometer. Bahan kulit kayunya menyerupai logam biasa, namun jauh lebih padat. Di bagian luar kulit kayu sebagian besar mengandung besi; Dengan bertambahnya kedalaman, proporsi neutron dalam komposisinya meningkat. Dimana kepadatannya mencapai sekitar. 4*10 11 g/cm3, proporsi neutron meningkat sedemikian rupa sehingga beberapa di antaranya tidak lagi menjadi bagian inti, tetapi membentuk media kontinu. Di sana, zat itu seperti “lautan” neutron dan elektron, di mana inti atom berselingan. Dan dengan kepadatan sekitar. 2*10 14 g/cm3 (kepadatan inti atom), masing-masing inti menghilang sama sekali dan yang tersisa hanyalah “cairan” neutron kontinu dengan campuran proton dan elektron. Kemungkinan besar neutron dan proton berperilaku seperti cairan superfluida, mirip dengan helium cair dan logam superkonduktor di laboratorium bumi.
Pada kepadatan yang lebih tinggi, paling banyak bentuk yang tidak biasa zat. Mungkin neutron dan proton meluruh menjadi partikel yang lebih kecil lagi - quark; Mungkin juga banyak pi-meson yang lahir, yang membentuk apa yang disebut kondensat pion.
Lihat juga
PARTIKEL DASAR;
SUPERKONDUKTIFITAS;
SUPERFLUIDITAS.
LITERATUR
Dyson F., Ter Haar D. Bintang neutron dan pulsar. M., 1973 Lipunov V.M. Astrofisika bintang neutron. M., 1987
Ensiklopedia Collier. - Masyarakat Terbuka. 2000 .
Lihat apa itu "BINTANG NEUTRON" di kamus lain:
BINTANG NEUTRON, bintang yang sangat kecil dengan kepadatan tinggi, terdiri dari NEUTRONS. Adalah panggung terakhir evolusi banyak bintang. Bintang neutron terbentuk ketika sebuah bintang masif berkobar bintang SUPERNOVA, meledakkan mereka... ... Kamus ensiklopedis ilmiah dan teknis
Sebuah bintang yang materinya, menurut konsep teoretis, sebagian besar terdiri dari neutron. Neutronisasi materi dikaitkan dengan keruntuhan gravitasi sebuah bintang setelah bahan bakar nuklirnya habis. Kepadatan rata-rata bintang neutron adalah 2,1017 ... Kamus Ensiklopedis Besar
Struktur bintang neutron. Bintang neutron adalah objek astronomi yang merupakan salah satu produk akhir ... Wikipedia
Sebuah bintang yang materinya, menurut konsep teoretis, sebagian besar terdiri dari neutron. Kepadatan rata-rata bintang tersebut adalah bintang Neutron 2·1017 kg/m3, radius rata-rata adalah 20 km. Terdeteksi oleh pancaran emisi radio, lihat Pulsar... Kamus Astronomi
Sebuah bintang yang materinya, menurut konsep teoretis, sebagian besar terdiri dari neutron. Neutronisasi materi dikaitkan dengan keruntuhan gravitasi sebuah bintang setelah bahan bakar nuklirnya habis. Kepadatan rata-rata bintang neutron... ... kamus ensiklopedis
Bintang dengan kesetimbangan hidrostatis, yang sebagian besar terdiri dari kawanan dari neutron. Terbentuk sebagai hasil transformasi proton menjadi neutron di bawah pengaruh gaya gravitasi. runtuh pada tahap akhir evolusi bintang yang cukup masif (dengan massa beberapa kali lebih besar dari... ... Ilmu pengetahuan Alam. kamus ensiklopedis
Bintang neutron- salah satu tahapan evolusi bintang, ketika, sebagai akibat dari keruntuhan gravitasi, ia dikompresi hingga berukuran sangat kecil (jari-jari bola adalah 10-20 km) sehingga elektron ditekan ke dalam inti atom dan dinetralkan tanggung jawab mereka, semua masalah bintang menjadi... ... Awal mula ilmu pengetahuan alam modern
Bintang Neutron Culver. Ditemukan oleh para astronom dari Pennsylvania State University di AS dan McGill University Kanada di konstelasi Ursa Minor. Bintang ini memiliki karakteristik yang tidak biasa dan tidak seperti bintang lainnya... ... Wikipedia
- (Bintang pelarian bahasa Inggris) bintang yang bergerak dengan kecepatan sangat tinggi dalam kaitannya dengan medium antarbintang di sekitarnya. Gerak diri bintang semacam itu sering kali ditunjukkan secara tepat relatif terhadap asosiasi bintang, yang anggotanya... ... Wikipedia
Itu terjadi setelah ledakan supernova.
Inilah senja kehidupan seorang bintang. Gravitasinya begitu kuat sehingga melemparkan elektron dari orbit atom, mengubahnya menjadi neutron.
Ketika dia kehilangan dukungannya tekanan dalam, itu runtuh, dan ini mengarah ke ledakan supernova.
Sisa-sisa benda ini menjadi Bintang Neutron, dengan massa 1,4 kali massa Matahari dan radius hampir sama dengan jari-jari Manhattan di Amerika Serikat.
Berat sepotong gula dengan massa jenis bintang neutron adalah...
Misalnya, jika Anda mengambil sepotong gula dengan volume 1 cm3 dan membayangkan terbuat dari apa gula tersebut materi bintang neutron, maka massanya akan menjadi kira-kira satu miliar ton. Ini setara dengan massa sekitar 8 ribu kapal induk. Benda kecil dengan kepadatan yang luar biasa!
Bintang neutron yang baru lahir ini memiliki kecepatan rotasi yang tinggi. Ketika sebuah bintang masif berubah menjadi bintang neutron, kecepatan rotasinya berubah.
Bintang neutron yang berputar adalah generator listrik alami. Rotasinya menciptakan medan magnet yang kuat. Kekuatan magnet yang sangat besar ini menangkap elektron dan partikel atom lainnya dan mengirimkannya jauh ke alam semesta dengan kecepatan luar biasa. Partikel berkecepatan tinggi cenderung memancarkan radiasi. Kedipan yang kita amati pada bintang pulsar adalah radiasi partikel-partikel ini.Tapi kita menyadarinya hanya ketika radiasinya diarahkan ke arah kita.
Bintang neutron yang berputar adalah Pulsar, sebuah objek eksotik yang tercipta setelah ledakan Supernova. Ini adalah matahari terbenam dalam hidupnya.
Kepadatan bintang neutron didistribusikan secara berbeda. Mereka memiliki kulit kayu yang sangat padat. Namun gaya di dalam bintang neutron dapat menembus kerak bumi. Dan ketika ini terjadi, bintang akan menyesuaikan posisinya, yang menyebabkan perubahan rotasinya. Inilah yang disebut: kulit kayunya retak. Sebuah ledakan terjadi pada bintang neutron.
Artikel
>Sebuah pulsar (merah muda) dapat dilihat di pusat galaksi M82.
Mengeksplorasi pulsar dan bintang neutron Alam Semesta: deskripsi dan karakteristik dengan foto dan video, struktur, rotasi, kepadatan, komposisi, massa, suhu, pencarian.
Pulsar
Pulsar adalah benda kompak berbentuk bola yang dimensinya tidak melampaui batas kota besar. Hal yang mengejutkan adalah dengan volume sebesar itu mereka melebihi massa matahari dalam hal massa. Mereka digunakan untuk mempelajari keadaan materi yang ekstrem, mendeteksi planet di luar sistem kita, dan mengukur jarak kosmik. Selain itu, mereka membantu menemukan gelombang gravitasi yang mengindikasikan peristiwa energik, seperti tabrakan supermasif. Pertama kali ditemukan pada tahun 1967.
Apa itu pulsar?
Jika Anda mencari pulsar di langit, ia tampak seperti bintang berkelap-kelip biasa yang mengikuti ritme tertentu. Faktanya, cahaya mereka tidak berkedip atau berdenyut, dan mereka tidak tampak seperti bintang.
Pulsar menghasilkan dua berkas cahaya sempit dan persisten dengan arah berlawanan. Efek kedipan tercipta karena berputar (prinsip suar). Pada saat ini, sinar tersebut menghantam bumi dan kemudian berputar kembali. Mengapa ini terjadi? Faktanya, berkas cahaya pulsar biasanya tidak sejajar dengan sumbu rotasinya.
Jika kedipan dihasilkan oleh rotasi, maka kecepatan pulsa mencerminkan kecepatan putaran pulsar. Sebanyak 2.000 pulsar ditemukan, sebagian besar berputar satu kali per detik. Namun ada kurang lebih 200 benda yang berhasil melakukan seratus putaran dalam waktu bersamaan. Yang tercepat disebut milidetik, karena jumlah putarannya per detik sama dengan 700.
Pulsar tidak bisa dianggap sebagai bintang, setidaknya “hidup”. Sebaliknya, mereka adalah bintang neutron, yang terbentuk setelah sebuah bintang masif kehabisan bahan bakar dan runtuh. Akibatnya, ledakan kuat tercipta - supernova, dan material padat yang tersisa diubah menjadi bintang neutron.
Diameter pulsar di Alam Semesta mencapai 20-24 km, dan massanya dua kali massa Matahari. Sebagai gambaran, sepotong benda seukuran gula batu akan memiliki berat 1 miliar ton. Artinya, sesuatu yang seberat Everest pas di tangan Anda! Benar, ada objek yang lebih padat lagi - lubang hitam. Yang paling masif mencapai 2,04 massa matahari.
Pulsar memiliki medan magnet yang kuat 100 juta hingga 1 kuadriliun kali lebih kuat dari medan magnet bumi. Agar bintang neutron mulai memancarkan cahaya seperti pulsar, ia harus memiliki rasio kekuatan medan magnet dan kecepatan rotasi yang tepat. Kebetulan seberkas gelombang radio mungkin tidak melewati bidang pandang teleskop darat dan tetap tidak terlihat.
Pulsar radio
Ahli astrofisika Anton Biryukov tentang fisika bintang neutron, memperlambat rotasi dan penemuan gelombang gravitasi:
Mengapa pulsar berputar?
Lambatnya pulsar adalah satu putaran per detik. Yang tercepat berakselerasi hingga ratusan putaran per detik dan disebut milidetik. Proses rotasi terjadi karena bintang-bintang tempat terbentuknya juga ikut berotasi. Namun untuk mencapai kecepatan tersebut, Anda memerlukan sumber tambahan.
Para peneliti percaya bahwa pulsar milidetik terbentuk dengan mencuri energi dari tetangganya. Anda mungkin memperhatikan adanya benda asing yang meningkatkan kecepatan putaran. Dan itu bukan hal yang baik bagi rekannya yang terluka, yang suatu hari nanti bisa dikonsumsi sepenuhnya oleh pulsar. Sistem seperti ini disebut janda hitam (setelahnya terlihat berbahaya laba-laba).
Pulsar mampu memancarkan cahaya dalam beberapa panjang gelombang (dari radio hingga sinar gamma). Tapi bagaimana mereka melakukannya? Para ilmuwan belum dapat menemukan jawaban pastinya. Diyakini bahwa mekanisme terpisah bertanggung jawab untuk setiap panjang gelombang. Sinar seperti suar terbuat dari gelombang radio. Mereka terang dan sempit serta menyerupai cahaya koheren, di mana partikel-partikelnya membentuk sinar terfokus.
Semakin cepat putarannya, semakin lemah medan magnetnya. Namun kecepatan rotasinya cukup untuk memancarkan sinar seterang sinar lambat.
Selama rotasi, medan magnet menciptakan medan listrik, yang dapat membawa partikel bermuatan ke keadaan bergerak (arus listrik). Daerah di atas permukaan yang didominasi medan magnet disebut magnetosfer. Di sini partikel bermuatan dipercepat secara luar biasa kecepatan tinggi karena kuat Medan listrik. Setiap kali mereka berakselerasi, mereka memancarkan cahaya. Ini ditampilkan dalam rentang optik dan sinar-X.
Bagaimana dengan sinar gamma? Penelitian menunjukkan bahwa sumbernya harus dicari di tempat lain di dekat pulsar. Dan mereka akan menyerupai kipas angin.
Cari pulsar
Teleskop radio tetap menjadi metode utama untuk mencari pulsar di luar angkasa. Mereka kecil dan redup dibandingkan objek lain, jadi Anda harus memindai seluruh langit dan secara bertahap objek tersebut masuk ke dalam lensa. Sebagian besar ditemukan menggunakan Parkes Observatory di Australia. Banyak data baru akan tersedia dari Square Kilometer Array Antenna (SKA) mulai tahun 2018.
Pada tahun 2008, teleskop GLAST diluncurkan, yang menemukan 2050 pulsar yang memancarkan sinar gamma, 93 di antaranya milidetik. Teleskop ini sangat berguna karena memindai seluruh langit, sementara teleskop lain hanya menyoroti area kecil di sepanjang bidang.
Menemukan panjang gelombang yang berbeda dapat menjadi suatu tantangan. Faktanya adalah gelombang radio sangat kuat, tetapi mungkin tidak mengenai lensa teleskop. Namun radiasi gamma menyebar lebih luas di langit, namun kecerahannya lebih rendah.
Para ilmuwan kini mengetahui keberadaan 2.300 pulsar, yang ditemukan melalui gelombang radio dan 160 melalui sinar gamma. Ada juga pulsar 240 milidetik, 60 di antaranya menghasilkan sinar gamma.
Menggunakan pulsar
Pulsar bukan hanya sekedar benda luar angkasa yang menakjubkan, tapi juga alat yang berguna. Cahaya yang dipancarkan bisa memberi tahu banyak hal proses internal. Artinya, peneliti mampu memahami fisika bintang neutron. Benda-benda ini memang demikian tekanan tinggi bahwa perilaku materi berbeda dari biasanya. Kandungan aneh pada bintang neutron disebut “pasta nuklir”.
Pulsar membawa banyak manfaat karena ketepatan denyutnya. Para ilmuwan mengetahui objek tertentu dan menganggapnya sebagai jam kosmik. Dari sinilah spekulasi keberadaan planet lain mulai bermunculan. Faktanya, planet ekstrasurya pertama yang ditemukan mengorbit pulsar.
Jangan lupa bahwa pulsar terus bergerak sambil “berkedip”, yang berarti pulsar dapat digunakan untuk mengukur jarak kosmik. Mereka juga terlibat dalam pengujian teori relativitas Einstein, seperti momen dengan gravitasi. Namun keteraturan denyutnya bisa terganggu oleh gelombang gravitasi. Hal ini terlihat pada bulan Februari 2016.
Pemakaman Pulsar
Secara bertahap, semua pulsar melambat. Radiasi ini didukung oleh medan magnet yang diciptakan oleh rotasi. Akibatnya, ia juga kehilangan kekuatannya dan berhenti mengirimkan sinar. Para ilmuwan telah menarik garis khusus di mana sinar gamma masih dapat dideteksi di depan gelombang radio. Begitu pulsar jatuh ke bawah, ia dihapuskan ke kuburan pulsar.
Jika pulsar terbentuk dari sisa-sisa supernova, maka ia memiliki cadangan energi yang sangat besar dan kecepatan cepat rotasi. Contohnya termasuk objek muda PSR B0531+21. Ia dapat bertahan dalam fase ini selama beberapa ratus ribu tahun, setelah itu ia akan mulai kehilangan kecepatannya. Pulsar paruh baya merupakan mayoritas penduduk dan hanya menghasilkan gelombang radio.
Namun, pulsar dapat memperpanjang umurnya jika ada satelit di dekatnya. Kemudian ia akan mengeluarkan materialnya dan meningkatkan kecepatan putarannya. Perubahan seperti itu bisa terjadi kapan saja, itulah sebabnya pulsar mampu terlahir kembali. Kontak seperti ini disebut sistem biner sinar-X bermassa rendah. Pulsar tertua adalah pulsar milidetik. Beberapa mencapai usia miliaran tahun.
Bintang neutron
Bintang neutron- benda agak misterius, melebihi massa matahari sebanyak 1,4 kali. Mereka lahir setelah ledakan bintang yang lebih besar. Mari kita kenali formasi ini lebih baik.
Ketika sebuah bintang yang berukuran 4-8 kali lebih besar dari Matahari meledak, inti dengan kepadatan tinggi tetap ada dan terus runtuh. Gravitasi mendorong suatu material dengan sangat kuat sehingga menyebabkan proton dan elektron melebur menjadi neutron. Beginilah asal mula bintang neutron berdensitas tinggi.
Benda masif ini hanya bisa mencapai diameter 20 km. Sebagai gambaran tentang kepadatan, satu sendok material bintang neutron saja akan memiliki berat satu miliar ton. Gravitasi pada objek semacam itu 2 miliar kali lebih kuat daripada gravitasi Bumi, dan kekuatan tersebut cukup untuk pelensaan gravitasi, sehingga memungkinkan para ilmuwan untuk melihat bagian belakang bintang.
Guncangan ledakan meninggalkan denyut yang menyebabkan bintang neutron berputar hingga mencapai beberapa putaran per detik. Meski bisa berakselerasi hingga 43.000 kali per menit.
Lapisan batas di dekat benda padat
Ahli astrofisika Valery Suleymanov tentang kemunculan piringan akresi, angin bintang, dan materi di sekitar bintang neutron:
Bagian dalam bintang neutron
Ahli astrofisika Sergei Popov tentang keadaan materi ekstrem, komposisi bintang neutron, dan metode mempelajari interior:
Ketika bintang neutron bertindak sebagai bagian dari sistem ganda, tempat supernova meledak, gambarnya terlihat lebih mengesankan. Jika bintang kedua memiliki massa yang lebih rendah daripada Matahari, maka ia menarik massa pendampingnya ke dalam “lobus Roche”. Ini adalah awan material berbentuk bola yang mengorbit bintang neutron. Jika satelit itu 10 kali lebih besar dari massa matahari, maka perpindahan massanya juga disesuaikan, tetapi tidak begitu stabil. Materi mengalir di sepanjang kutub magnet, memanas dan menciptakan denyut sinar-X.
Pada tahun 2010, 1.800 pulsar telah ditemukan menggunakan deteksi radio dan 70 menggunakan sinar gamma. Beberapa spesimen bahkan mempunyai planet.
Jenis Bintang Neutron
Beberapa perwakilan bintang neutron memiliki pancaran material yang mengalir hampir dengan kecepatan cahaya. Ketika mereka terbang melewati kita, mereka bersinar seperti cahaya suar. Karena itu, mereka disebut pulsar.
Produk akhir evolusi bintang disebut bintang neutron. Ukuran dan beratnya sungguh menakjubkan! Memiliki ukuran diameter hingga 20 km, namun beratnya mencapai . Massa jenis materi dalam bintang neutron berkali-kali lipat lebih besar daripada massa jenis inti atom. Bintang neutron muncul saat ledakan supernova.
Bintang neutron yang paling dikenal memiliki berat sekitar 1,44 massa matahari dan sama dengan batas massa Chandrasekhar. Namun secara teoritis mungkin saja mereka bisa memiliki massa hingga 2,5. Yang terberat yang ditemukan hingga saat ini berbobot 1,88 massa matahari, disebut Vele X-1, dan yang kedua bermassa 1,97 massa matahari adalah PSR J1614-2230. Dengan peningkatan kepadatan lebih lanjut, bintang berubah menjadi quark.
Medan magnet bintang neutron sangat kuat hingga mencapai 10,12 derajat G, medan bumi adalah 1G. Sejak tahun 1990, beberapa bintang neutron telah diidentifikasi sebagai magnetar - ini adalah bintang yang medan magnetnya jauh melampaui 10 hingga 14 derajat Gauss. Pada medan magnet kritis seperti itu, terjadi perubahan fisika, efek relativistik (pembengkokan cahaya oleh medan magnet) dan polarisasi ruang hampa fisik. Bintang neutron diprediksi dan kemudian ditemukan.
Asumsi pertama dibuat oleh Walter Baade dan Fritz Zwicky pada tahun 1933, mereka berasumsi bahwa bintang neutron lahir akibat ledakan supernova. Menurut perhitungan, radiasi dari bintang-bintang ini sangat kecil sehingga mustahil untuk dideteksi. Namun pada tahun 1967, mahasiswa pascasarjana Huish, Jocelyn Bell, menemukan , yang memancarkan gelombang radio secara teratur.
Impuls tersebut diperoleh sebagai akibat dari perputaran benda yang cepat, tetapi bintang biasa akan terbang terpisah karena rotasi yang begitu kuat, dan oleh karena itu mereka memutuskan bahwa mereka adalah bintang neutron.
Pulsar dalam urutan kecepatan rotasi:
Ejektornya adalah pulsar radio. Kecepatan putaran rendah dan medan magnet yang kuat. Pulsar semacam itu memiliki medan magnet dan bintang berputar dengan kecepatan yang sama kecepatan sudut. Pada saat tertentu, kecepatan linier medan mencapai kecepatan cahaya dan mulai melebihi kecepatan tersebut. Selanjutnya, medan dipol tidak ada, dan garis kuat medan putus. Bergerak sepanjang garis ini, partikel bermuatan mencapai tebing dan putus, sehingga meninggalkan bintang neutron dan dapat terbang ke jarak berapa pun hingga tak terhingga. Oleh karena itu, pulsar ini disebut ejector (memberikan, mengeluarkan) - pulsar radio.
Baling-baling, ia tidak lagi memiliki kecepatan putaran yang sama dengan ejektor untuk mempercepat partikel hingga kecepatan pasca-cahaya, sehingga tidak bisa menjadi pulsar radio. Namun kecepatan rotasinya masih sangat tinggi, materi yang ditangkap oleh medan magnet belum dapat jatuh ke bintang, sehingga tidak terjadi akresi. Bintang-bintang seperti itu telah dipelajari dengan sangat buruk, karena hampir tidak mungkin untuk mengamatinya.
Akretornya adalah pulsar sinar-X. Bintang tidak lagi berputar begitu cepat dan materi mulai jatuh ke bintang, jatuh di sepanjang garis medan magnet. Ketika jatuh pada permukaan padat dekat kutub, zat tersebut memanas hingga puluhan juta derajat, sehingga menghasilkan radiasi sinar-X. Denyut tersebut terjadi karena bintang masih berputar, dan karena luas jatuhnya materi hanya sekitar 100 meter, titik ini secara berkala menghilang dari pandangan.
