Život neutronskih zvezda

Zvezde predstavljaju veliki skup atoma vodonika koji se raspadaju zbog količine gasa koji se nalazi u njihovom gravitacijonom polju. U jezgrima zvezda, atomi vodonika se raspadom nuklearne fuzije pretvaraju u atome helijuma dok otpuštaju ogromne količine energije. Ovakva energija u formi radijacije predstavlja silu suprotnu gravitaciji i tako održava ravnotežu izmedju ove dve sile. Dok god ima fuzije u jezgru, zvezde ostaju stabilne. Za zvezde koje imaju mnogo više mase nego Sunce, toplota i pritisak u jezgru dozvoljava da se fuzijom prave mnogo teži elementi, sve dok se broj njihovih neutrona ne poklapa sa gvožđem. Za razliku od svih lakših elemenata, gvožđe ne emituje energiju u vidu radijacije. Ono se taloži u centru zvezde i remeti ravnotežu između gravitacije i radijacije sve dok ne dostigne kritičnu količinu. Tada je ravnoteža potpuno pomerena i jezgro propada. U deliću sekunde zvezda implodira. Ovako nastaju teški elementi tj. zvezda umire u eksploziji supernove. Ovim procesom nastaje ili neutronska zvezda ili (ako je zvezda dovoljno velika) crna rupa.

Neutronska zvezda predstavlja nebesko telo koje je ostalo bez napajanja i nasilno se uništava zbog svoje težine. To je zvezda koja ima masu od 10 do 30 puta veću, a zapreminu 10 puta manju od Sunca. To znači da su ovakve zvezde neverovatno guste, čak se i prostor izmedju njihovih atoma ruši.

Pre million godina dve neutronske zvezdepred kolaps počele svoje spajanje. Rotirale su se jedna oko druge sve dok se nisu približile na udaljenost od oko 350 km. Dok im se brzina obrtanja povećavala ove zvezde su se istezale i skupljale i uzrokovale su brojne značajne posledice kao što je prasak gama i gravitacionih talasa.

Prasak gama talasa koji se očitava duže od dve sekunde je najčešći i predstavljaju smrt neke masivne zvezde. Dokazano je da spajanje neutronskih zvezda može dovesti do pojave energetskog crnila koj je potrebn za uzrokovanje gama talasa. Neutronske zvezde  imaju ogromnu elektromagnetnu snagu (billion puta veću nego Sunce) i okruzene su supertoplom plazmom tokom spajanja. Pošto simulacije pokazuju isto disorijentisano ponašanje materije i ovih magnetnih polja, obe strukture postepeno postaju sve više organizovane. Zbog takve sličnosti dokazano je da zaista spajanje neutronskih zvezda može izazvati gama zrake.

Astrofizičari su teoretski bili sigurni da se ovakav dogadjaj može desiti. Medjutim, ova pojava je dokazana tek 17. 8. 2017. kada su detektori (dva LIGO i jedan VIRGO) zabelezili promene u atmosferi koje predstavljamo kao gravitacione talase. Dve sekunde nakon, sateliti Zemlje su očitali gama talase kao propratnu pojavu nastalih gravitacionih. U sledećih 30 minuta, svaki prijemnik na Zemlji je mogao da očita nekakvu vrstu talasa koji su predstavljali posledice spajanja.

Kada se dve neutronske zvezde sjedine nastaje crna rupa i oslobadja se velika količina energije. Svaka preostala materija nastavlja svoj put u daljim kompleksnim nuklearnim reakcijama (ovakav proces se naziva kilonova) i nastaju još teži elementi nego kad jedna zvezda umire. U posmatranju sjedinjenja dve neutronske zvezde došlo se do zaključka da su nastali zlato srebro i platina. Stručnjaci naslućuju da su se kolapsom neutronskih zvezda ovi elementi taložili na našoj planeti.

Kada bismo pogledali u nastalu crnu rupu, zapravo bi videli horizont crne mase. Svaka materija koja predje ovaj horizont mora putovati brže od brzine svetlosti da bi promenila prvac, što je nemoguće. Posmatrajući, materija bi se kretala veoma sporo dok bi toj materiji vidno polje bilo ubrzano i gledala bi u svaki delić univerzuma. U jednom trenutku, vreme bi se relativno zamrzlo i materija bi nestala iz vidnog polja. Što znači da je ona prešla horizont.

Crna rupa predstavlja jezgro svake glaksije. Najveća prepoznana crna rupa je S5 0014+81 (40 milijadi puta teža od Sunca). Koliko god crne rupe bile moćne one će nestati u procesu Hovkinsonove radijacije. Ona gubi enrgiju (polako u početku) i što je manja crna rupa, ovaj proces je brži. U poslednjoj sekundi života ona otpusti energiju jednaku milijadru nuklearnih bombi u ogormnoj ekspolziji.

Ovaj proces je relativno spor, tako da kad poslednja crna rupa eksplodira ništa neće postojati u univerzumu da svedoči tom dogadjaju.

Autorka: Lidija Simić

Fotografija je preuzeta odavde.

12. Sep 2018.
Milana Veljko
Poslednji tekstovi