Τι συμβαίνει όταν ένα αστέρι νετρονίων καταρρέει κάτω από τη δική του βαρύτητα;

Όταν ο πυρήνας ενός τεράστιου αστέρι εξαντλεί το πυρηνικό του καύσιμο, υφίσταται μια βαρυτική κατάρρευση. Εάν η υπόλοιπη μάζα του πυρήνα είναι μεταξύ περίπου 1,4 και 3,0 ηλιακών μαζών, σχηματίζει ένα αστέρι νετρονίων. Τα αστέρια νετρονίων είναι εξαιρετικά πυκνά αντικείμενα με τυπική ακτίνα περίπου 10 χιλιομέτρων. Το θέμα μέσα σε ένα αστέρι νετρονίων είναι τόσο σφιχτά γεμάτο ώστε τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια συγχωνεύονται για να σχηματίσουν νετρόνια, εξ ου και το όνομα "αστέρι νετρονίων". Η βαρυτική δύναμη σε ένα αστέρι νετρονίων είναι τεράστια και ασκεί τεράστια πίεση στα νετρόνια.

Τώρα, αν η μάζα του αστέρι νετρονίων υπερβαίνει μια ορισμένη κρίσιμη τιμή, γνωστή ως η μάζα Chandrasekhar, η οποία είναι περίπου 1,4 ηλιακές μάζες, η βαρυτική δύναμη ξεπερνά την πίεση εκφυλισμού νετρονίων. Αυτό οδηγεί σε μια περαιτέρω κατάρρευση του αστεριού νετρονίων. Οι ακριβείς λεπτομέρειες για το τι συμβαίνει στη συνέχεια εξακολουθούν να αποτελούν αντικείμενο ενεργού έρευνας και εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως η περιστροφή του αστεριού και η παρουσία ενός ισχυρού μαγνητικού πεδίου. Ωστόσο, προτείνονται διάφορα σενάρια:

1. Σχηματισμός μιας μαύρης τρύπας:Εάν το καταρρεύσει αστέρι νετρονίων υπερβαίνει την κρίσιμη μάζα για μια μαύρη τρύπα, καταρρέει περαιτέρω κάτω από τη δική του βαρύτητα και σχηματίζει μια μαύρη τρύπα. Σε αυτή την περίπτωση, η βαρυτική έλξη είναι τόσο ισχυρή που τίποτα, ούτε καν ελαφρύ, μπορεί να ξεφύγει από την περιοχή. Ο ορίζοντας συμβάντος, το όριο πέρα ​​από το οποίο είναι αδύνατη η διαφυγή, περιβάλλει τη μαύρη τρύπα.

2. Πλάκα Quark-Gluon:Σε ορισμένες περιπτώσεις, αντί να σχηματίζουν μια μαύρη τρύπα, το αστέρι νετρονίων μπορεί να υποβληθεί σε μια μετάβαση φάσης όπου τα νετρόνια καταρρέουν στα συστατικά τους κουάρκ και gluons. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός πλάσματος Quark-Gluon, το οποίο είναι μια κατάσταση ύλης που υπήρχε στο πρώιμο σύμπαν λίγο μετά το Big Bang.

3. Σχηματισμός μαγνητάρου:Εάν το αστέρι νετρονίων που έχει καταρρεύσει ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, μπορεί να παράγει απίστευτα ισχυρά μαγνητικά πεδία γνωστά ως μαγνητάκια. Τα μαγνητικά εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, συμπεριλαμβανομένων των ακτίνων Χ και των ακτίνων γάμμα, και μπορούν να παρουσιάσουν ξαφνικές εκρήξεις ενέργειας που ονομάζονται μαγνητικές φωτοβολίδες.

Αυτά είναι μερικά πιθανά αποτελέσματα όταν ένα πεθαμένο αστέρι νετρονίων καταρρέει κάτω από τη βαρύτητά του, αλλά η ακριβής συμπεριφορά εξαρτάται από τις συγκεκριμένες συνθήκες και παραμένει μια ενεργή περιοχή αστροφυσικής έρευνας.