Astronomi utan teleskop - gör mening av Neutron Zoo

Pin
Send
Share
Send

Neutronstjärnornas spektakulära tyngdkraft erbjuder stora möjligheter för tankeexperiment. Om du till exempel tappade ett föremål från en höjd av 1 meter över en neutronstjärns yta, skulle det träffa ytan inom en miljon sekund efter att ha accelererat till över 7 miljoner kilometer i timmen.

Men i dag bör du först vara tydlig vilken typ av neutronstjärna du pratar om. Med allt mer röntgenkänslig utrustning som skannar himlen, särskilt det tio år gamla Chandra-rymdteleskopet, dyker upp en överraskande mångfald av neutronstjärntyper.

Den traditionella radiopulsaren har nu ett antal olika kusiner, i synnerhet magnetar som sänder stora utbrott av högenergigammas och röntgenstrålar. De extraordinära magnetiska fälten av magnetar åberopar en helt ny uppsättning av tankeexperiment. Om du befann dig inom 1000 kilometer från en magnetar skulle det intensiva magnetfältet riva dig i bitar bara från våldsam störning av dina vattenmolekyler. Även på ett säkert avstånd på 200 000 kilometer kommer det fortfarande att rensa all information från ditt kreditkort - vilket också är ganska läskigt.

Neutronstjärnor är den komprimerade återstoden av en stjärna som lämnats efter att den gick supernova. De behåller mycket av det stjärnvinkelmomentet, men inom ett mycket komprimerat föremål bara 10 till 20 kilometer i diameter. Så, som skridskoåkare när de drar armarna - neutronstjärnor snurrar ganska snabbt.

Vidare ökar styrkan hos det magnetiska fältet väsentligt genom att komprimera en stjärns magnetfält till den mindre volymen av neutronstjärnan. Men dessa starka magnetfält skapar drag mot stjärnornas egen stjärnvind av laddade partiklar, vilket innebär att alla neutronstjärnor håller på att "snurra ner".

Denna spin down korrelerar med en ökad ljusstyrka, även om mycket av den är i röntgenvåglängder. Det beror antagligen på att en snabb snurra expanderar stjärnan utåt, medan en långsammare snurr låter stjärnmaterialet komprimera inåt - så som en cykelpump värms den upp. Därför namnet rotationsdriven pulsar (RPP) för dina 'vanliga' neutronstjärnor, där den strålen av energi som blinkar på dig en gång varje rotation är ett resultat av magnetfältets bromsverkan på stjärnan.

Det har föreslagits att magnetar bara kan vara en högre ordning av samma RPP-effekt. Victoria Kaspi har föreslagit att det kan vara dags att överväga en "storslagen enhetlig teori" om neutronstjärnor där alla olika arter kan förklaras av deras ursprungliga förhållanden, särskilt deras ursprungliga magnetfältstyrka, liksom deras ålder.

Det är troligt att den föddstjärnan till en magnetar var en särskilt stor stjärna som lämnade en särskilt stor stjärna-rest. Således kan dessa sällsynta "stora" neutronstjärnor alla börja sina liv som en magnetar, som strålar ut enorma energier eftersom dess kraftfulla magnetfält sätter bromsarna på sin snurr. Men denna dynamiska aktivitet innebär att dessa stora stjärnor förlorar energi snabbt, kanske tar på sig en mycket röntgenstrålande lysande, men annars omöjlig, RPP senare i deras liv.

Andra neutronstjärnor kan börja livet på mindre dramatiskt sätt, eftersom de mycket vanligare och bara genomsnittligt lysande RPP: er som snurrar ner i en mer avslappnad takt - aldrig uppnår de extraordinära ljusstyrkor som magnetar kan, men lyckas förbli lysande under längre tid perioder.

De relativt tyst Central Compact Objects, som inte ens verkar puls i radio längre, kan representera slutstadiet i neutronstjärns livscykel, utöver vilket stjärnorna träffade deadline, där ett starkt nedbrutet magnetfält inte längre kan använda bromsarna på stjärnorna. Detta tar bort den främsta orsaken till deras karakteristiska ljusstyrka och pulsar beteende - så de bleknar tyst bort.

För tillfället förblir detta stora enhetssystem en övertygande idé - kanske väntar på ytterligare tio år av Chandra-observationer för att bekräfta eller ändra det ytterligare.

Pin
Send
Share
Send