“Many people think black holes continually suck in everything like great big cosmic bathtub drains. And what the heck are neutron stars? Understanding the nature of black holes and neutron stars–how they form, what they're like, and how we know they are there–can lead to a better understanding of how our Universe works.”

Mér fannst áhugavert að ná nokkrum punktum um nifteindastjörnur niður í stutta grein þar sem að í nýlegri grein um svarthol höfðu nokkrir skrifað svör sem tengdust fyrirbærunum sem eru nifteindastjörnur. Ég mun stytta mér leiðir um nokkur horn í þessari grein en vona að hún nái að veita þeim frekari upplýsingar sem hafa áhuga.

Eins og flestir vita þá eru nifteindastörnur gríðarlega litlar, gríðarlega þéttar og glóa ekki. Hvernig þær verða eins og þær eru er út af ferli sem heitir supernova sem flestir sem vafra inn á hugi.is/ufo kannast ábyggilega við.

Í stuttu máli þá tölum við um stjörnu sem viðheldur kjarna-samruna í kjarna sínum rétt eins og sólin okkar gerir og mun gera næstu ca. 4.5 milljarða ára. Þannig býr hún til nægilega orku til þess að standast hinn gríðarlega þyngdarkraft sem slík stjarna hefur einnig verkandi á móti sér. Á endanum klárar stjarnan “bensínið” sitt sem er vetni og þá eru góð ráð dýr. Þar sem ég er ekki að gera grein um supernova þá tek ég mér bessaleyfi til þess að segja að kjarni stjörnunnar fer að kremjast, þyngri frumefni safnast saman í kjarnanum og stjarnan sprengir af sér mest efni sitt í gríðarlega stórri og flottri sprengingu. Nifteindastjarna myndast svo frá “leifunum” af sprengingunni.

Týpísk nifteindastjarna hefur massa frá rúmlega 1.35 – 2.5 sinnum massa sólarinnar okkar. Það fer ekki að verða neitt sérstakt fyrr en stærð hennar er gefin upp en þessi týpíska stjarna hefur radíus sem er milli 10 og 20 km. Það eitt að ýminda sér massa 2 sóla, troðið niður á svæði með 20 km radíus er nánast ógerlegt þegar haft er í huga að radíus sólar okkar er ca. 700.000 km. Vert skal nefna að það efni sem eftir verður eftir supernova sprengingu ákvarðar endanleg örlög þess. Sé efnið minna en 1.44 x massi sólarinnar (Chandrasekhar limit) þá verður hluturinn að hvítum dvergi. Hafi afgangurinn hins vegar massa á milli 3 – 5 x massa sólarinnar (Tolman-Oppenheimer-Volkoff limit) þá býr hluturinn ekki yfir nægilegum krafti til þess að vinna gegn meðfylgjandi þyngdarkrafti og endar þá með því að leggjast saman í svarthol.

Þar sem nifteindastjörnur eru svo heppnar að vera svo geðveikislega massamiklar og litlar þá verða þær að nokkurns konar “ultimate” hringekju sem snýst um sjálfa sig allt að 1000 sinnum á sekúndu á meðan t.d. sólin okkar snýr sér í einn hring á mánaðar fresti. Þar að auki hitnar stjarnar svakalega eða alveg upp að 1.000.000 K í yfirborðshita á meðan yfirborðshiti sólarinnar okkar er rúmlega 5800 K. Þetta eitt ætti að eyðileggja þær ranghugmyndir sem einhver gæti haft um það að einhverntíman ferðast til nifteindastjörnu því þyngdarafl á yfirborði hennar er rúmlega 100 milljarð! sinnum meiri en sá á yfirborði jarðarinnar okkar og er “escape-velocity” á yfirborði plánetunnar nær hálfum ljóshraða (150.000 km/sec) á meðan á jörðinni okkar er hann aðeins 11 km/sec. Escape-velocity er sá hraði sem hlutur þarf að hafa til þess að sleppa frá yfirborði hlutar eins og t.d. plánetu. Hvaða hlutur sem er myndi því samstundis gufa upp vegna hitans og kremjast í baun vegna þyndarkraftsins.

Nú rétt í restina er góður tími til þess að líta örlítið á fræðilegu hliðina en m.a. gæti einhver spurt sig “ef að kjarna-samruni er ekki til staðar, hvað hindrar þá stjörnuna í því að leggjast saman í t.d. svarthol?”. Stutt og laggott svar við þessi er að þéttleiki nifteinda er rúmlega 400 miljón tonn/cm3 og hafa nifteindirnar fráhrindikraft (degenerate-neutron pressure) sem er nægilegur til þess að vinna gegn þyngdarkraftinum.

Ég ætlaði svona rétt að vekja fólk til lítillar umhugsunar á þessum forvitnilegu fyrirbærum og svona án þess að reyna að kafa of mikið inn í tæknilegu hliðina og vona að fólki hafi fundist þetta áhugavert. Allar leiðréttingar eru vel þegnar og ég veit að á ýmsum stöðum stekk ég yfir hluti eins og í kaflanum um supernova. Takk fyrir.

Baldur Tryggvason

Heimildir:
http://en.wikipedia.org/wiki/Neutron_stars
http://www-astronomy.mps.ohio-state.edu/~ryden/ast162_5/notes21.html
http://www.eclipse.net/~cmmiller/BH/