Chúng tôi không thực sự hiểu sao neutron. Ồ, chúng tôi biết rằng họ Chúng tôi - họ là những tàn dư còn sót lại của một số ngôi sao lớn nhất trong vũ trụ - nhưng tiết lộ hoạt động bên trong của họ là một chút khó khăn, bởi vì vật lý giữ cho họ sống chỉ là hiểu biết kém.
Nhưng thỉnh thoảng hai ngôi sao neutron đập vào nhau và khi chúng có xu hướng nổ tung, phun ra lượng tử lượng tử của chúng trên khắp không gian. Tùy thuộc vào cấu trúc bên trong và thành phần của các ngôi sao neutron, hiện tại, ejecta (thuật ngữ khoa học lịch sự về nôn mửa thiên văn) sẽ khác với chúng ta những người quan sát trái đất, cho chúng ta một cách thô thiển nhưng có tiềm năng mạnh mẽ để hiểu những sinh vật kỳ lạ này.
Sao neutron Nougat
Như bạn có thể đoán, sao neutron được tạo thành từ neutron. Vâng, chủ yếu. Họ cũng có một số proton bơi xung quanh bên trong chúng, điều này rất quan trọng cho sau này vì vậy tôi hy vọng bạn nhớ điều đó.
Sao neutron là lõi còn sót lại của một số ngôi sao thực sự lớn. Khi những ngôi sao khổng lồ đó gần cuối đời, chúng bắt đầu hợp nhất các nguyên tố nhẹ hơn thành sắt và niken. Trọng lượng hấp dẫn của phần còn lại của ngôi sao tiếp tục đập các nguyên tử đó lại với nhau, nhưng những phản ứng nhiệt hạch đó không còn tạo ra năng lượng dư thừa, điều đó có nghĩa là không có gì ngăn cản ngôi sao tiếp tục sụp đổ một cách thảm khốc.
Trong lõi, áp lực và mật độ trở nên cực đoan đến mức các electron ngẫu nhiên bị đẩy vào bên trong các proton, biến chúng thành neutron. Một khi quá trình này hoàn thành (chỉ mất chưa đầy chục phút), quả bóng neutron khổng lồ này cuối cùng cũng có cơ sở để chống lại sự sụp đổ tiếp theo. Phần còn lại của ngôi sao bật ra khỏi lõi mới được rèn và nổ tung trong vụ nổ siêu tân tinh tuyệt đẹp, để lại phía sau lõi: ngôi sao neutron.
Linh hồn của Doom
Vì vậy, như tôi đã nói, sao neutron là những quả cầu neutron khổng lồ, với hàng tấn vật chất (một vài mặt trời giá trị!) Được nhồi nhét vào một khối lượng không lớn hơn một thành phố. Như bạn có thể tưởng tượng, nội thất của những sinh vật kỳ lạ này rất kỳ lạ, bí ẩn và phức tạp.
Các neutron tập hợp thành các lớp và tạo thành các cấu trúc nhỏ? Có phải nội thất sâu thẳm là một súp neutron dày vừa trở nên xa lạ vừa lạ hơn khi bạn đi sâu hơn? Điều đó có nhường chỗ cho những thứ thậm chí kỳ lạ hơn không? Còn bản chất của lớp vỏ - lớp ngoài cùng của các electron đóng gói thì sao?
Có rất nhiều câu hỏi chưa được trả lời khi nói về sao neutron. Nhưng may mắn thay, thiên nhiên đã cho chúng ta một cách nhìn vào bên trong chúng.
Nhược điểm nhỏ: chúng ta phải chờ hai ngôi sao neutron va chạm trước khi chúng ta có cơ hội nhìn thấy những gì chúng tạo ra. Bạn có nhớ GW170817 không? Bạn thực sự làm - đó là phát hiện lớn về sóng hấp dẫn phát ra từ hai ngôi sao neutron va chạm, cùng với một loạt các quan sát kính viễn vọng cháy nhanh qua quang phổ điện từ.
Tất cả những quan sát đồng thời này đã cho chúng ta bức tranh đầy đủ nhất về cái gọi là kilonovashoặc những vụ nổ mạnh mẽ của năng lượng và bức xạ từ những sự kiện cực đoan này. Tập đặc biệt của GW170817 là người duy nhất từng bị bắt với máy dò sóng hấp dẫn, nhưng chắc chắn không phải là người duy nhất xảy ra trong vũ trụ.
Hy vọng neutron
Khi các sao neutron va chạm, mọi thứ trở nên lộn xộn rất nhanh. Điều khiến mọi thứ trở nên đặc biệt lộn xộn là một lượng nhỏ các proton ẩn nấp bên trong ngôi sao neutron chủ yếu là neutron. Do điện tích dương và sự quay cực nhanh của chính ngôi sao, nên họ có thể tạo ra từ trường cực kỳ mạnh (trong một số trường hợp là từ trường mạnh nhất trong toàn vũ trụ) và những từ trường đó chơi một số trò chơi độc ác.
Sau hậu quả của vụ va chạm sao neutron, tàn dư của những ngôi sao đã chết rách nát tiếp tục xoáy vào nhau trên quỹ đạo nhanh chóng, với một số vướng víu của chúng mở rộng ra trong một vụ nổ titanic, được cung cấp năng lượng từ vụ tai nạn.
Các vật liệu xoáy còn lại nhanh chóng tạo thành một đĩa, với đĩa đó được luồn bằng từ trường mạnh. Và khi các từ trường mạnh tìm thấy chính chúng bên trong các đĩa quay nhanh, chúng bắt đầu tự gập lại và khuếch đại, trở nên mạnh hơn. Thông qua một quá trình không hoàn toàn hiểu được (vì vật lý, giống như kịch bản, có một chút lộn xộn), các từ trường này tự cuộn lại gần trung tâm của đĩa và phễu ra khỏi hệ thống hoàn toàn: một máy bay phản lực.
Các máy bay phản lực, mỗi bên một cực, nổ tung ra ngoài, mang theo bức xạ và các hạt cách xa vụ tai nạn xe hơi vũ trụ. Trong một bài báo gần đây, nghiên cứu đã điều tra sự hình thành và tuổi thọ của máy bay phản lực, đặc biệt xem xét cẩn thận thời gian để một chiếc máy bay phản lực hình thành sau vụ va chạm ban đầu. Nó chỉ ra rằng các chi tiết của cơ chế phóng phản lực phụ thuộc vào nội dung bên trong của các sao neutron ban đầu: nếu bạn thay đổi cách cấu trúc của các sao neutron, bạn sẽ có các câu chuyện va chạm khác nhau và các chữ ký khác nhau trong các thuộc tính của máy bay phản lực.
Với những quan sát khủng khiếp hơn về kilonovas, chúng ta vẫn có thể nhận ra một số mô hình này và tìm hiểu điều gì khiến các sao neutron thực sự đánh dấu.
Đọc thêm: Kốc Jet-kén chảy ra từ các vụ sáp nhập sao neutron: cấu trúc, đường cong ánh sáng và vật lý cơ bản
