Kami tidak benar-benar memahami bintang neutron. Oh, kami tahu mereka adalah - mereka adalah sisa-sisa sisa beberapa bintang paling masif di alam semesta - tetapi mengungkapkan pekerjaan batin mereka sedikit rumit, karena fisika yang membuat mereka tetap hidup hanya kurang dipahami.
Tetapi sesekali dua bintang neutron hancur bersama, dan ketika mereka melakukannya mereka cenderung meledak, memuntahkan nyali kuantum mereka di seluruh ruang. Bergantung pada struktur internal dan komposisi bintang-bintang neutron, "ejecta" (istilah ilmiah yang sopan untuk muntah proyektil astronomis) akan terlihat berbeda bagi kita pengamat yang terikat Bumi, memberi kita cara yang kasar tetapi berpotensi kuat untuk memahami makhluk eksotis ini.
Bintang Neutron Nougat
Seperti yang Anda duga, bintang-bintang neutron terbuat dari neutron. Ya sebagian besar. Mereka juga memiliki beberapa proton yang berenang di dalam diri mereka, yang penting untuk nanti jadi saya harap Anda ingat itu.
Bintang-bintang neutron adalah inti sisa dari beberapa bintang yang sangat besar. Ketika bintang-bintang raksasa itu mendekati akhir hidup mereka, mereka mulai menggabungkan unsur-unsur yang lebih ringan menjadi besi dan nikel. Berat gravitasi bintang lainnya terus menghancurkan atom-atom itu bersama-sama, tetapi reaksi-reaksi fusi itu tidak lagi menghasilkan energi berlebih, yang berarti bahwa tidak ada yang mencegah bintang untuk melanjutkan kehancuran yang menghancurkan dengan sendirinya.
Pada intinya tekanan dan kerapatan menjadi sangat ekstrem sehingga elektron acak terdorong ke dalam proton, mengubahnya menjadi neutron. Setelah proses ini selesai (yang membutuhkan waktu kurang dari selusin menit) bola neutron raksasa ini akhirnya memiliki sarana untuk menahan keruntuhan lebih lanjut. Sisa bintang memantul inti yang baru ditempa dan meledak dalam ledakan supernova yang indah, meninggalkan inti: bintang neutron.
Spiral Of Doom
Jadi seperti yang saya katakan, bintang-bintang neutron adalah bola-bola raksasa neutron, dengan berton-ton material (beberapa nilai matahari!) Dijejalkan ke dalam volume yang tidak lebih besar dari sebuah kota. Seperti yang Anda bayangkan, interior makhluk-makhluk eksotis ini aneh, misterius, dan kompleks.
Apakah neutron berkumpul menjadi beberapa lapisan dan membentuk struktur kecil? Apakah interior yang dalam merupakan sup neutron tebal yang semakin asing dan semakin asing semakin dalam Anda pergi? Apakah itu memberi jalan bahkan untuk hal-hal yang lebih aneh? Bagaimana dengan sifat kerak - lapisan terluar dari elektron yang dikemas?
Ada banyak pertanyaan yang belum terjawab ketika datang ke bintang neutron. Tapi untungnya, alam memberi kita cara mengintip ke dalam mereka.
Kerugian minor: kita harus menunggu dua bintang neutron bertabrakan sebelum kita mendapatkan kesempatan untuk melihat apa yang mereka buat. Apakah Anda ingat GW170817? Anda benar-benar melakukannya - itu adalah penemuan besar gelombang gravitasi yang berasal dari dua bintang neutron yang bertabrakan, bersama dengan sejumlah pengamatan tindak lanjut teleskop api cepat di seluruh spektrum elektromagnetik.
Semua pengamatan simultan ini memberi kami gambaran paling lengkap tentang apa yang disebut kilonova, atau semburan energi dan radiasi yang kuat dari peristiwa ekstrem ini. Episode khusus GW170817 adalah satu-satunya yang pernah tertangkap dengan detektor gelombang gravitasi, tetapi tentu saja bukan satu-satunya yang terjadi di alam semesta.
Harapan Neutron
Ketika bintang-bintang neutron bertabrakan, segalanya menjadi berantakan dengan sangat cepat. Apa yang membuat segalanya berantakan adalah populasi kecil proton yang bersembunyi di dalam bintang neutron yang kebanyakan-neutron. Karena muatan positif dan rotasi super cepat bintang itu sendiri, mereka mampu menciptakan medan magnet yang sangat kuat (dalam beberapa kasus medan magnet paling kuat di seluruh alam semesta) dan medan magnet itu memainkan beberapa permainan jahat.
Sebagai hasil dari tabrakan bintang neutron, sisa-sisa bintang mati yang compang-camping terus berputar di sekitar satu sama lain dalam orbit yang cepat, dengan beberapa isi perut mereka melebar dalam gelombang ledakan raksasa, didorong oleh energi tabrakan.
Bahan berputar-putar yang tersisa dengan cepat membentuk disk, dengan disk yang diulir oleh medan magnet yang kuat. Dan ketika medan magnet yang kuat menemukan diri mereka di dalam cakram yang berputar dengan cepat, mereka mulai melipat pada diri mereka sendiri dan menguatkan, menjadi lebih kuat. Melalui proses yang tidak sepenuhnya dipahami (karena fisika, seperti skenario, menjadi sedikit berantakan) medan magnet ini berputar di dekat pusat disk dan menyalurkan material keluar dan menjauh dari sistem sama sekali: jet.
Jet, satu di setiap kutub, meledak ke luar, membawa radiasi dan partikel jauh dari kecelakaan mobil kosmik. Dalam sebuah makalah baru-baru ini, diteliti menyelidiki pembentukan dan masa pakai jet, melihat dengan seksama pada berapa lama yang dibutuhkan untuk membentuk sebuah jet setelah tabrakan awal. Ternyata rincian mekanisme pelepasan jet bergantung pada isi interior bintang neutron asli: jika Anda mengubah bagaimana bintang neutron terstruktur, Anda akan mendapatkan cerita tabrakan yang berbeda dan tanda tangan berbeda di properti jet.
Dengan pengamatan kilonova yang lebih mengerikan, kita mungkin masih dapat melihat beberapa model ini, dan mempelajari apa yang membuat bintang-bintang neutron benar-benar tergerak.
Baca lebih lanjut: "Aliran keluar jet-kepompong dari penggabungan bintang neutron: struktur, kurva cahaya, dan fisika dasar"
