Stella di neutroni, qualsiasi di una classe di stelle estremamente dense e compatte che si pensa sia composta principalmente da neutroni. Le stelle di neutroni hanno in genere un diametro di circa 20 km (12 miglia). Le loro masse variano tra 1,18 e 1,97 volte quella del Sole, ma la maggior parte sono 1,35 volte quella del Sole. Pertanto, la loro densità media è estremamente alta-circa 1014 volte quella dell’acqua. Questo approssima la densità all’interno del nucleo atomico, e in qualche modo una stella di neutroni può essere concepita come un nucleo gigantesco., Non è noto definitivamente cosa si trovi al centro della stella, dove la pressione è maggiore; le teorie includono iperoni, kaoni e pioni. Gli strati intermedi sono per lo più neutroni e sono probabilmente in uno stato” superfluido”. L’esterno 1 km (0,6 miglia) è solido, nonostante le alte temperature, che possono arrivare fino a 1.000.000 K. La superficie di questo strato solido, dove la pressione è più bassa, è composta da una forma estremamente densa di ferro.,
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Un’altra caratteristica importante delle stelle di neutroni è la presenza di campi magnetici molto forti, superiori a 1012 gauss (il campo magnetico terrestre è 0.,5 gauss), che provoca la polimerizzazione del ferro superficiale sotto forma di lunghe catene di atomi di ferro. I singoli atomi diventano compressi e allungati nella direzione del campo magnetico e possono legarsi insieme end-to-end. Sotto la superficie, la pressione diventa troppo alta per i singoli atomi di esistere.
La scoperta delle pulsar nel 1967 fornì la prima prova dell’esistenza di stelle di neutroni. Le pulsar sono stelle di neutroni che emettono impulsi di radiazione una volta per rotazione., La radiazione emessa è solitamente onde radio, ma le pulsar sono anche note per emettere in lunghezze d’onda ottiche, a raggi X e gamma. I brevissimi periodi, ad esempio, del Granchio (NP 0532) e delle pulsar Vela (rispettivamente 33 e 83 millisecondi) escludono la possibilità che possano essere nane bianche. Gli impulsi derivano da fenomeni elettrodinamici generati dalla loro rotazione e dai loro forti campi magnetici, come in una dinamo. Nel caso delle pulsar radio, i neutroni sulla superficie della stella decadono in protoni ed elettroni., Quando queste particelle cariche vengono rilasciate dalla superficie, entrano nell’intenso campo magnetico che circonda la stella e ruota insieme ad essa. Accelerate a velocità che si avvicinano a quella della luce, le particelle emettono radiazioni elettromagnetiche per emissione di sincrotrone. Questa radiazione viene rilasciata come intensi raggi radio dai poli magnetici della pulsar.
NASA / CXC / PSU / G. Pavlov et al.,
Molte sorgenti binarie di raggi X, come Hercules X-1, contengono stelle di neutroni. Oggetti cosmici di questo tipo emettono raggi X per compressione di materiale proveniente da stelle compagne accumulate sulle loro superfici.
Le stelle di neutroni sono anche viste come oggetti chiamati transienti radio rotanti (RRATs) e come magnetar. Gli RRAT sono sorgenti che emettono singole esplosioni radio ma a intervalli irregolari che vanno da quattro minuti a tre ore., La causa del fenomeno RRAT è sconosciuta. Le magnetar sono stelle di neutroni altamente magnetizzate che hanno un campo magnetico compreso tra 1014 e 1015 gauss.
La maggior parte degli investigatori ritiene che le stelle di neutroni siano formate da esplosioni di supernova in cui il collasso del nucleo centrale della supernova viene fermato dall’aumento della pressione dei neutroni mentre la densità del nucleo aumenta a circa 1015 grammi per cm cubico. Se il nucleo collassante è più massiccio di circa tre masse solari, tuttavia, una stella di neutroni non può essere formata, e il nucleo diventerebbe presumibilmente un buco nero.