Hvernig myndast nifteindastjörnur?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvernig myndast nifteindastjörnur?
Áður hefur verið fjallað um nifteindastjörnur í svari sama höfundar við spurningunni Hvað eru nifteindastjörnur og hvernig uppgötvuðust þær?

Þegar stjarna framleiðir orku í kjarna sínum myndast þrýstingur sem vinnur gegn þyngdarkraftinum. Ævi stjörnunnar einkennist af togstreitu milli þessara tveggja krafta. Þrýstingur ýtir út á við en þyngdarkrafturinn inn á við. Þegar orka massamikillar sólstjörnu er á þrotum vegur enginn þrýstingur upp á móti þyngdaraflinu. Miðjan fer í frjálst fall í þyngdarsviðinu. Rafeindaþrýstingurinn sem heldur uppi hvítum dvergum dugir ekki til og frumeindirnar sjálfar (atómin) yfirbugast af allsráðandi þyngdarkraftinum.

Kjarni stjörnunnar er í frjálsu falli þangað til kjarneindirnar (nifteindir og róteindir) sitja þétt saman. Allt þetta gerist á örfáum millisekúndum. Þegar fallið stöðvast snögglega myndast höggbylgja út á við sem er einn helsti drifkraftur sprengistjörnunnar sem fylgir í kjölfarið og þeytir ytri lögum stjörnunnar út í buskann. Í þessari miklu samþjöppun efnisins í miðjunni er rafeindunum þröngvað til róteindanna sem hvarfast saman í nifteind og fiseind. Allar fiseindirnar þeytast út á við, þrýsta á höggbylgjuna sem veldur mun öflugri sprengingu en ella. Eftir situr nakinn einmana nifteindaklumpur.

Frumeindir eru að mestu tómarúm, rafeindir sem hringsóla umhverfis kjarna úr róteindum og nifteindum. Þegar öllu er þjappað saman þannig að nánast ekkert tómarúm skilur að nifteindirnar, höfum við þéttustu fyrirbæri alheimsins. Einn sykurmoli af nifteindastjörnuefni myndi vega 400 milljón tonn! Líta má á nifteindastjörnu sem risavaxinn frumeindakjarna með massatöluna 10⁵⁷. Til samanburðar er þungur úrankjarni aðeins með massatöluna 238.

Ástand efnisins í iðrum nifteindastjarna er ekki vel þekkt enda þekkjum við engin sambærileg fyrirbæri. Sumir vísindamenn vilja meina að í miðju þeirra sé súpa af kvörkum þar sem nifteindirnar hafi losnað í sundur. Vegna öfgakennds þyngdarsviðs nifteindastjarna verða vísindamenn að reiða sig á almennu afstæðiskenningu Einsteins. Allir útreikningar verða mjög flóknir en nifteindastjörnur eru hin besta „rannsóknarstofa“ fyrir kennilega eðlisfræði.

Hugmyndin um myndun nifteindastjarna var staðfest skömmu eftir uppgötvun þeirra. Krabbatifstjarnan svokallaða fannst í miðri Krabbaþokunni aðeins ári eftir að hin breska Jocelyn Bell (f. 1943) uppgötvaði fyrstu tifstjörnuna. Krabbaþokan er sprengistjörnuleif sem hefur þanist út síðan 1054 þegar björt sprengistjarna birtist á himninum í nautsmerkinu. Tifstjarnan í Krabbaþokunni hefur verið rannsökuð gaumgæfilega og hún hefur snúningstímann 33 millisekúndur.

Heimildir:

• Carroll, Bradley og Ostlie, Dale. 1996. An Introduction to Modern Astrophysics. Addison Wesley, New York.
• Freedman, Roger og Kaufmann, William. 2004. Universe, 7. útgáfa. W. H. Freeman, New York.
• Sigmundsson, Vilhelm S. 2007. Nútíma stjörnufræði. Vilhelm S. Sigmundsson.
• Christensen-Dalsgaard, J. 2006. Stellar Structure and Evolution, 6. útgáfa, 3. prentun.

Mynd:

• Neutron star - Wikipedia. (Sótt 20.12.2016).

---

Þetta svar er hluti af lengri umfjöllun um nifteindastjörnur á Stjörnufræðivefnum og birt með góðfúslegu leyfi. Áhugasamir eru hvattir til að kynna sér þá umfjöllun í heild sinni.

...