Neutronenstern

Neutronenstern, einer Klasse extrem dichter, kompakter Sterne, von denen angenommen wird, dass sie hauptsächlich aus Neutronen bestehen. Neutronensterne haben typischerweise einen Durchmesser von etwa 20 km. Ihre Massen liegen zwischen dem 1, 18-und 1, 97-fachen der Sonne, aber die meisten sind 1, 35-fache der Sonne. Somit sind ihre mittleren Dichten extrem hoch—etwa 1014 mal so groß wie die von Wasser. Dies nähert sich der Dichte im Atomkern an, und in gewisser Weise kann ein Neutronenstern als gigantischer Kern verstanden werden., Es ist nicht endgültig bekannt, was sich im Zentrum des Sterns befindet, wo der Druck am größten ist; Theorien umfassen Hyperonen, Kaonen und Pionen. Die Zwischenschichten sind meist Neutronen und befinden sich wahrscheinlich in einem „überflüssigen“ Zustand. Die äußere 1 km (0,6 Meile) ist fest, trotz der hohen Temperaturen, die so hoch wie 1.000.000 K. Die Oberfläche dieser festen Schicht, wo der Druck am niedrigsten ist, besteht aus einer extrem dichten Form von Eisen.,

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Ein weiteres wichtiges Merkmal von Neutronensternen ist das Vorhandensein sehr starker Magnetfelder nach oben von 1012 Gauss (Das Magnetfeld der Erde ist 0.,5 gauss), wodurch das Oberflächeneisen in Form langer Ketten von Eisenatomen polymerisiert wird. Die einzelnen Atome werden in Richtung des Magnetfeldes komprimiert und verlängert und können sich End-to-End miteinander verbinden. Unterhalb der Oberfläche wird der Druck viel zu hoch für einzelne Atome zu existieren.

Die Entdeckung von Pulsaren im Jahr 1967 lieferte den ersten Beweis für die Existenz von Neutronensternen. Pulsare sind Neutronensterne, die einmal pro Rotation Strahlungsimpulse emittieren., Die emittierte Strahlung ist normalerweise Radiowellen, aber es ist auch bekannt, dass Pulsare in optischen, Röntgen-und Gammastrahlenwellenlängen emittieren. Die sehr kurzen Perioden der Pulsare Crab (NP 0532) und Vela (33 bzw. 83 Millisekunden) schließen die Möglichkeit aus, dass es sich um weiße Zwerge handeln könnte. Die Impulse resultieren aus elektrodynamischen Phänomenen, die durch ihre Rotation und ihre starken Magnetfelder erzeugt werden, wie in einem Dynamo. Bei Radiopulsaren zerfallen Neutronen an der Oberfläche des Sterns in Protonen und Elektronen., Wenn diese geladenen Teilchen von der Oberfläche freigesetzt werden, treten sie in das intensive Magnetfeld ein, das den Stern umgibt und sich mit ihm dreht. Beschleunigt auf Geschwindigkeiten, die sich denen des Lichts nähern, geben die Partikel elektromagnetische Strahlung durch Synchrotronemission ab. Diese Strahlung wird als intensive Funkstrahlen von den magnetischen Polen des Pulsars freigesetzt.

Viele binäre Röntgenquellen wie Hercules X-1 enthalten Neutronensterne. Kosmische Objekte dieser Art emittieren Röntgenstrahlen durch Kompression von Material von Begleitsternen, die sich auf ihre Oberflächen erheben.

Neutronensterne werden auch als Objekte gesehen, die als rotierende Radiotransienten (RRATs) und als Magnetare bezeichnet werden. Die RRATs sind Quellen, die einzelne Radio-Bursts emittieren, jedoch in unregelmäßigen Intervallen von vier Minuten bis drei Stunden., Die Ursache des RRAT-Phänomens ist unbekannt. Magnetare sind hoch magnetisierte Neutronensterne mit einem Magnetfeld zwischen 1014 und 1015 Gauss.

Die meisten Forscher glauben, dass Neutronensterne durch Supernova-Explosionen gebildet werden, bei denen der Zusammenbruch des zentralen Kerns der Supernova durch steigenden Neutronendruck gestoppt wird, wenn die Kerndichte auf etwa 1015 Gramm pro Kubik zunimmt cm. Wenn der kollabierende Kern jedoch massiver ist als etwa drei Sonnenmassen, kann kein Neutronenstern gebildet werden, und der Kern würde vermutlich zu einem Schwarzen Loch werden.