Neutronster

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Jump to navigation Jump to search
Straling van die vinnig tollende pulsar PSR B1509-58 laat nabygeleë gas X-strale uitstraal (goud) en verlig die res van die newel, hier in infrarooi (blou en rooi).
’n Kunstenaarsvoorstelling van die pulsar PSR 1257+12 se planetêre stelsel.

’n Neutronster is die kompakte kern van ’n baie swaar ster (met ’n totale massa van tussen 10 en 25 sonmassas) wat tydens ’n tipe II-, tipe Ib- of tipe Ic-supernova ontplof het.[1] Hulle is die kleinste en digste stervoorwerpe, buiten swartkolke en hipotetiese witkolke en kwarksterre.[2] Hulle het ’n radius van sowat 10 km en ’n massa van sowat 1,4 sonmassa.[3]

Nadat hulle gevorm het, wek hulle nie meer aktief hitte op nie en koel hulle mettertyd af; hulle kan egter steeds verder evolueer deur botsings en akkresie.

Beskrywing[wysig | wysig bron]

Die meeste van die basiese modelle van neutronsterre dui daarop dat hulle feitlik geheel en al bestaan uit neutrone, subatomiese deeltjies sonder elektriese lading en met ’n effens groter massa as protone. Die elektrone en protone wat in normale materie voorkom, kombineer om dié neutrone te vorm. Neutronsterre word gedeeltelik gevrywaar teen verdere inploffing deur ’n neutronteendruk, ’n verskynsel wat beskryf word deur die uitsluitingsbeginsel van Pauli, nes witdwerge teen inploffing gevrywaar word deur ’n elektronteendruk.

’n Neutronteendruk is egter nie alleen genoeg om ’n voorwerp van groter as 0,7 sonmassa teen verdere inploffing te vrywaar nie,[4][5] en dus speel afstotende kernkragte ’n groter rol in die behoud van swaarder neutronsterre.[6][7] As die steroorblyfsel ’n massa het wat die Tolman-Oppenheimer-Volkoff-limiet van sowat 2 sonmassas oorskry, is die kombinasie van ’n neutronteendruk en kernkragte onvoldoende om die neutronster te onderhou en sal dit verder inplof tot ’n swartkolk.

Neutronsterre wat waargeneem kan word, is baie warm en het gewoonlik ’n oppervlaktemperatuur van sowat 600 000 K.[8][9][10][11] Hulle is so dig dat ’n vuurhoutjiedosie met neutronstermaterie omtrent 3 miljard ton sal weeg.[12][13] Hulle magneetveld is tussen 108 en 1015 (100 miljoen tot 1 biljard) keer so sterk as die Aarde s'n. Die swaartekragveld by die neutronster se oppervlak is sowat 2×1011 (200 miljard) keer so sterk as dié van die Aarde.

Namate die oorspronklike ster se kern inplof, verhoog sy rotasiespoed as gevolg van die behoud van hoekmomentum, en nuut gevormde neutronsterre draai tot ’n paar honderd keer per sekonde. Sommige gee ’n straal van elektromagnetiese straling af wat hulle pulsars maak. Die ontdekking van pulsars in 1967 deur Jocelyn Bell Burnell en Antony Hewish was juis die eerste aanduiding dat neutronsterre bestaan. Die straling van pulsars af word vermoedelik hoofsaaklik uitgestraal vanaf streke naby hulle magneetpole. As die magneetpole nie ooreenstem met die neutronster se draaias nie, sal die emissiestraal deur die lug rondswiep. Wanneer dit van ’n afstand af gesien word en die waarnemer iewers in die baan van die straal is, sal dit lyk soos pulse straling wat van ’n vaste punt in die ruimte kom (die sogenaamde "vuurtoringuitwerking"). Die neutronster wat sover bekend die vinnigste tol, is PSR J1748-2446ad – dit draai 716 keer per sekonde,[14][15] of teen 43 000 omwentelinge per minuut. Die spoed op die oppervlak is amper ’n kwart van die ligsnelheid.

Daar is vermoedelik sowat ’n miljard neutronsterre in die Melkweg,[16] of ’n minimum van ’n paar honderd miljoen, ’n syfer wat verkry word uit die raming van die getal sterre wat al supernovas ondergaan het.[17] Die meeste is egter oud en koud, en straal min uit. Neutronsterre wat stadig draai en nie akkresie ondergaan nie, is feitlik onopspoorbaar; sedert die Hubble-ruimteteleskoop se waarneming van RX J185635−3754 in 2002 is ’n paar nabygeleë neutronsterre egter al ontdek wat lyk of hulle net termiese emissies uitstraal.

Neutronsterre in dubbelstelsels kan akkresie ondergaan, wat gewoonlik veroorsaak dat die stelsel helder X-strale uitstraal terwyl die materie wat in die neutronster val, warm kolle kan vorm wat in en uit sig beweeg.

Verwysings[wysig | wysig bron]

  1. Heger, A.; Fryer, C. L.; Woosley, S. E.; Langer, N.; Hartmann, D. H. (2003). "How Massive Single Stars End Their Life". Astrophysical Journal. 591 (1): 288–300. arXiv:astro-ph/0212469. Bibcode:2003ApJ...591..288H. doi:10.1086/375341. S2CID 59065632.
  2. Glendenning, Norman K. (2012). Compact Stars: Nuclear Physics, Particle Physics and General Relativity (illustrated uitg.). Springer Science & Business Media. p. 1. ISBN 978-1-4684-0491-3.
  3. Seeds, Michael; Backman, Dana (2009). Astronomy: The Solar System and Beyond (6de uitg.). Cengage Learning. p. 339. ISBN 978-0-495-56203-0.
  4. Tolman, R. C. (1939). "Static Solutions of Einstein's Field Equations for Spheres of Fluid" (PDF). Physical Review. 55 (4): 364–373. Bibcode:1939PhRv...55..364T. doi:10.1103/PhysRev.55.364.
  5. Oppenheimer, J. R.; Volkoff, G. M. (1939). "On Massive Neutron Cores". Physical Review. 55 (4): 374–381. Bibcode:1939PhRv...55..374O. doi:10.1103/PhysRev.55.374.
  6. "Neutron Stars" (PDF). www.astro.princeton.edu. Besoek op 14 Desember 2018.
  7. Douchin, F.; Haensel, P. (Desember 2001). "A unified equation of state of dense matter and neutron star structure". Astronomy & Astrophysics. 380 (1): 151–167. arXiv:astro-ph/0111092. Bibcode:2001A&A...380..151D. doi:10.1051/0004-6361:20011402. ISSN 0004-6361. S2CID 17516814.
  8. Kiziltan, Bulent (2011). Reassessing the Fundamentals: On the Evolution, Ages and Masses of Neutron Stars. Universal-Publishers. ISBN 978-1-61233-765-4.
  9. Neutron star mass measurements
  10. "Ask an Astrophysicist". imagine.gsfc.nasa.gov.
  11. Haensel, Paweł; Potekhin, Alexander Y.; Yakovlev, Dmitry G. (2007). Neutron Stars. Springer. ISBN 978-0-387-33543-8.
  12. "Tour the ASM Sky". heasarc.gsfc.nasa.gov.
  13. "Density of the Earth". 2009-03-10.
  14. Hessels, Jason; Ransom, Scott M.; Stairs, Ingrid H.; Freire, Paulo C. C.; et al. (2006). "A Radio Pulsar Spinning at 716 Hz". Science. 311 (5769): 1901–1904. arXiv:astro-ph/0601337. Bibcode:2006Sci...311.1901H. CiteSeerX 10.1.1.257.5174. doi:10.1126/science.1123430. PMID 16410486. S2CID 14945340.
  15. Naeye, Robert (2006-01-13). "Spinning Pulsar Smashes Record". Sky & Telescope. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 2007-12-29. Besoek op 2008-01-18.
  16. https://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/science/neutron_stars.html
  17. Camenzind, Max (24 Februarie 2007). Compact Objects in Astrophysics: White Dwarfs, Neutron Stars and Black Holes. Springer Science & Business Media. p. 269. Bibcode:2007coaw.book.....C. ISBN 978-3-540-49912-1.

Skakels[wysig | wysig bron]