Neutronensterne sind die Überreste riesiger Sterne, die bei einer feurigen Explosion starben, die als Supernova bekannt ist. Nach einem solchen Ausbruch verdichten sich die Kerne dieser ehemaligen Sterne zu einem ultradensen Objekt, wobei die Masse der Sonne in eine Kugel von der Größe einer Stadt gepackt wird.
Wie bilden sich Neutronensterne?,
Gewöhnliche Sterne behalten ihre Kugelform bei, weil die Schwerkraft ihrer gigantischen Masse versucht, ihr Gas zu einem zentralen Punkt zu ziehen, wird aber durch die Energie der Kernfusion in ihren Kernen ausgeglichen, die laut NASA einen äußeren Druck ausübt. Am Ende ihres Lebens verbrennen Sterne, die zwischen dem vier-und Achtfachen der Sonnenmasse liegen, durch ihren verfügbaren Brennstoff und ihre inneren Fusionsreaktionen hören auf. Die äußeren Schichten der Sterne kollabieren schnell nach innen, prallen vom dicken Kern ab und strahlen dann als heftige Supernova wieder aus.,
Aber der dichte Kern kollabiert weiter und erzeugt einen so hohen Druck, dass Protonen und Elektronen zu Neutronen zusammengedrückt werden, sowie leichte Teilchen, sogenannte Neutrinos, die in das ferne Universum entweichen. Das Endergebnis ist ein Stern mit einer Masse von 90% Neutronen, der nicht enger gequetscht werden kann, und daher kann der Neutronenstern nicht weiter zerfallen.
Eigenschaften eines Neutronensterns
Astronomen theoretisierten erstmals in den 1930er Jahren, kurz nachdem das Neutron entdeckt wurde, über die Existenz dieser bizarren Sterneinheiten., Aber erst 1967 hatten Wissenschaftler gute Beweise für Neutronensterne in der Realität. Eine Doktorandin namens Jocelyn Bell an der University of Cambridge in England bemerkte seltsame Impulse in ihrem Radioteleskop und kam so regelmäßig an, dass sie zunächst dachte, sie könnten ein Signal von einer fremden Zivilisation sein, so die American Physical Society. Die Muster entpuppten sich nicht als E. T., sondern als Strahlung, die von sich schnell drehenden Neutronensternen emittiert wurde.,
Die Supernova, aus der ein Neutronenstern hervorgeht, gibt dem kompakten Objekt viel Energie und lässt es zwischen 0,1 und 60 Mal pro Sekunde und bis zu 700 Mal pro Sekunde um seine Achse rotieren. Die gewaltigen Magnetfelder dieser Entitäten erzeugen leistungsstarke Strahlungssäulen, die wie Leuchtturmstrahlen an der Erde vorbeifegen und einen sogenannten Pulsar erzeugen können.
Die Eigenschaften von Neutronensternen sind völlig außerhalb dieser Welt — ein einziger Teelöffel Neutronensternmaterial würde eine Milliarde Tonnen wiegen., Wenn du irgendwie auf ihrer Oberfläche stehen würdest, ohne zu sterben, würdest du eine Schwerkraft erleben, die 2 Milliarden Mal stärker ist als das, was du auf der Erde fühlst.
Das Magnetfeld eines gewöhnlichen Neutronensterns könnte billionen Mal stärker sein als das der Erde. Aber einige Neutronensterne haben noch extremere Magnetfelder, tausendmal oder mehr als der durchschnittliche Neutronenstern. Dies erzeugt ein Objekt, das als Magnetar bekannt ist.
Starquakes auf der Oberfläche eines Magnetars-das Äquivalent von Krustenbewegungen auf der Erde, die Erdbeben erzeugen – können enorme Mengen an Energie freisetzen., In einer Zehntelsekunde könnte ein Magnetar laut NASA mehr Energie produzieren, als die Sonne in den letzten 100,000 Jahren emittiert hat.
Forschung an Neutronensternen
Forscher haben überlegt, die stabilen, taktartigen Impulse von Neutronensternen zu verwenden, um die Navigation von Raumfahrzeugen zu unterstützen, ähnlich wie GPS-Strahlen, die Menschen auf der Erde führen., Ein Experiment auf der Internationalen Raumstation namens Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology (SEXTANT) konnte das Signal von Pulsaren verwenden, um den Standort der ISS zu berechnen innerhalb von 10 Meilen (16 km).
Über Neutronensterne bleibt aber noch viel zu verstehen. Zum Beispiel entdeckten Astronomen 2019 den massivsten Neutronenstern, der jemals gesehen wurde — mit etwa dem 2, 14-fachen der Masse unserer Sonne, die in eine Kugel gepackt war, die höchstwahrscheinlich 20 km lang war., Bei dieser Größe befindet sich das Objekt genau an der Grenze, an der es in ein Schwarzes Loch hätte kollabieren sollen, sodass die Forscher es genau untersuchen, um die seltsame Physik, die möglicherweise bei der Arbeit liegt, besser zu verstehen.
Forscher gewinnen auch neue Werkzeuge, um die Neutronensterndynamik besser zu untersuchen. Mit dem Laserinterferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) konnten Physiker die Gravitationswellen beobachten, die emittiert werden, wenn zwei Neutronensterne sich umkreisen und dann kollidieren., Diese mächtigen Fusionen könnten dafür verantwortlich sein, viele der Edelmetalle, die wir auf der Erde haben, einschließlich Platin und Gold, sowie radioaktive Elemente wie Uran herzustellen.