Neutrontähtede astronoomia

Neutronitäht, mis tahes klassi ülitihedad ja kompaktsed tähed arvatakse koosnevat peamiselt neutronitest. Neutronitähtede läbimõõt on tavaliselt umbes 20 km (12 miili). Nende massid jäävad vahemikku 1,18 ja 1,97 korda Päikese omast, kuid enamik on Päikese massist 1,35 korda. Seega on nende keskmine tihedus äärmiselt kõrge - umbes 10 ¹⁴korda suurem kui vesi. See lähendab tihedust aatomituumas ja mõnes mõttes võib neutronitäht olla hiiglaslik tuum. Pole lõplikult teada, mis asub tähe keskel, kus rõhk on suurim; teooriate hulka kuuluvad hüperoonid, kaoonid ja pioonid. Vahekihid on enamasti neutronid ja on arvatavasti “ülivedelikus” olekus. Väline 1 km (0,6 miil) on tahke, hoolimata kõrgetest temperatuuridest, mis võivad olla isegi 1 000 000 K. Selle tahke kihi pind, kus rõhk on madalaim, koosneb äärmiselt tihedast rauast.

täht: neutronitähed

Kui jäänuktuuma mass jääb vahemikku 1,4–2 päikesemassi, muutub see ilmselt neutronitäheks tihedusega üle

Neutronitähtede teine ​​oluline omadus on väga tugevate magnetväljade olemasolu, mis on ülespoole 10 ¹² gaussi (Maa magnetväli on 0,5 gaussi), mis põhjustab pinna raua polümerisatsiooni raua aatomite pikkade ahelate kujul. Üksikud aatomid pressitakse kokku ja pikenevad magnetvälja suunas ning võivad üksteisega otsapidi kokku seostada. Pinna all muutub rõhk üksikute aatomite eksisteerimiseks liiga kõrgeks.

Pulsarite avastus 1967. aastal andis esimesed tõendid neutrontähtede olemasolu kohta. Pulsarid on neutrontähed, mis kiirgavad impulsse üks kord pöörde kohta. Emissioonikiirgus on tavaliselt raadiolained, kuid impulsside kiirgus on teada ka optilise, röntgen- ja gammakiirguse lainepikkustel. Näiteks krabi (NP 0532) ja Vela pulsarstide (vastavalt 33 ja 83 millisekundit) väga lühikesed perioodid välistavad võimaluse, et need võivad olla valged kääbused. Impulsid tulenevad elektrodünaamilistest nähtustest, mis tekivad nende pöörlemise ja tugevate magnetväljade kaudu nagu dünamo puhul. Raadioimpulsside korral lagunevad tähe pinnal olevad neutronid prootoniteks ja elektronideks. Kui need laetud osakesed pinnalt vabanevad, sisenevad nad intensiivset magnetvälja, mis ümbritseb tähte ja pöörleb koos sellega. Kiirendatud valguse kiirusele lähenedes eraldavad osakesed sünkrotroni emissiooni kaudu elektromagnetilist kiirgust. See kiirgus vabaneb pulsari magnetpoolustest tugevate raadiokiirtetena.

Paljud binaarsed röntgenikiirgusallikad, näiteks Hercules X-1, sisaldavad neutronitähti. Seda tüüpi kosmilised objektid kiirgavad röntgenikiirgust, surudes materjali nende pinnale kogunenud kaastähtedest.

Neutronitähti peetakse ka objektideks, mida nimetatakse pöörlevateks raadiosideks (RRAT) ja magnetaarideks. RRAT-id on allikad, mis kiirgavad üksikuid raadiosignaale, kuid ebaregulaarsete intervallidega vahemikus neli minutit kuni kolm tundi. RRAT-i nähtuse põhjus pole teada. Magnetaarid on tugevalt magnetiseeritud neutronitähed, mille magnetväli on vahemikus 10 ¹⁴ kuni 10 ¹⁵ gaussi.

Enamik uurijaid arvab, et neutrontähed moodustuvad supernoova plahvatuste tagajärjel, mille käigus peatub supernoova kesksüdamiku kokkuvarisemine neutronirõhu tõusuga, kuna südamiku tihedus tõuseb umbes 10 ¹⁵ grammini kuupmeetri kohta. Kui varisev südamik on massiivsem kui umbes kolm päikese massi, ei saa aga neutronitähte moodustuda ja tuum muutuks eeldatavalt mustaks auguks.