Neutronové hvězdy jsou zbytky obřích hvězd, které zemřely při ohnivé explozi známé jako supernova. Po takovém výbuchu se jádra těchto bývalých hvězd zhutní do ultradenziálního objektu s hmotou slunce zabalenou do koule velikosti města.
Jak se tvoří neutronové hvězdy?
Obyčejné hvězdy si udržují svůj sférický tvar, protože se těžká gravitace jejich gigantické hmoty snaží vytáhnout plyn směrem k centrálnímu bodu, ale je podle NASA vyvážena energií z jaderné fúze v jejich jádrech, která vyvíjí vnější tlak. Na konci svého života, hvězdy, které jsou mezi čtyřmi a osminásobky hmoty Slunce, hoří přes dostupné palivo a jejich vnitřní fúzní reakce ustávají. Vnější vrstvy hvězd se rychle zhroutí dovnitř, odskočí z tlustého jádra a poté znovu vystřelí jako násilná supernova.
Husté jádro se však nadále zhroutí a vytváří tak vysoké tlaky, že protony a elektrony se stlačují společně do neutronů, stejně jako lehké částice nazývané neutrina, které unikají do vzdáleného vesmíru. Konečným výsledkem je hvězda, jejíž hmotnost je 90% neutronů, které nelze stlačit o nic pevnější, a proto se neutronová hvězda nemůže dále rozkládat.
Vlastnosti neutronové hvězdy
Astronomové nejprve teoretizovali existenci těchto bizarních hvězdných entit ve 30. letech, krátce po objevení neutronu. Ale až v roce 1967 měli vědci ve skutečnosti dobré důkazy pro neutronové hvězdy. Postgraduální studentka jménem Jocelyn Bell na univerzitě v Cambridge v Anglii si všimla podivných pulzů v jejím rádiovém dalekohledu a dorazila tak pravidelně, že si podle americké fyzické společnosti nejprve myslela, že by to mohl být signál od mimozemské civilizace. Ukázalo se, že vzory nebyly E.T. ale radiace vyzařovaná rychle se točícími neutronovými hvězdami.
Supernova, která dává vznik neutronové hvězdě, dodává kompaktnímu objektu velkou energii a způsobuje, že se otáčí na své ose mezi 0,1 a 60 krát za sekundu a až 700 krát za sekundu. Obrovská magnetická pole těchto entit produkují vysoce výkonné sloupce záření, které mohou projít kolem Země jako paprsky majáků, a vytvářet takzvaný pulsar.
Vlastnosti neutronových hvězd jsou naprosto mimo tento svět - jedna čajová lžička materiálu neutronových hvězd by vážila miliardu tun. Kdybyste se nějak postavili na jejich povrchu bez umírání, zažili byste gravitační sílu 2 miliardykrát silnější než to, co cítíte na Zemi.
Magnetické pole obyčejné neutronové hvězdy může být bilionkrát silnější než Země. Ale některé neutronové hvězdy mají ještě extrémnější magnetická pole, tisíce nebo vícekrát větší než průměrná neutronová hvězda. Tím se vytvoří objekt známý jako magnetar.
Hvězdné zemětřesení na povrchu magnetaru - ekvivalent krustálních pohybů na Zemi, které způsobují zemětřesení - může uvolnit ohromné množství energie. Podle NASA může magnetar za desetinu sekundy vyrobit více energie, než slunce vyzařovalo za posledních 100 000 let.
Výzkum neutronových hvězd
Vědci uvažovali o použití stabilních, hodinových pulsů neutronových hvězd na pomoc při navigaci kosmických lodí, podobně jako GPS paprsky pomáhají lidem na Zemi. Experiment na Mezinárodní kosmické stanici s názvem Station Explorer pro rentgenovou časovou a navigační technologii (SEXTANT) byl schopen použít signál z pulsarů k výpočtu polohy ISS s přesností na 16 km.
O neutronových hvězdách však zbývá ještě mnoho porozumět. Například v roce 2019 astronomové spatřili nejmasivnější neutronovou hvězdu, jakou kdy viděli - s asi 2,14krát větší hmotností našeho slunce zabalenou do koule s největší pravděpodobností asi 20 km. Při této velikosti je objekt právě na hranici, kde se měl zhroutit do černé díry, takže jej vědci pečlivě zkoumají, aby lépe porozuměli liché fyzice potenciálně při práci, která ji drží.
Vědci také získávají nové nástroje pro lepší studium dynamiky neutronových hvězd. Při použití gravitačního vlnového observatoře laserového interferonu (LIGO) byli fyzikové schopni pozorovat gravitační vlny vyzařované, když se dvě neutronové hvězdy krouží jeden po druhém a pak se srazí. Tato silná fúze by mohla být zodpovědná za výrobu mnoha drahých kovů, které máme na Zemi, včetně platiny a zlata, a radioaktivních prvků, jako je uran.
