علم بسيط: ما هي النجوم النيوترونية؟

بواسطة

نيوترون ستار للرسوم المتحركة

يبدأ النجم النيوتروني حياته كنجم بين 7 و 20 ضعف كتلة الشمس. عندما ينفد وقود هذا النوع من النجوم ، ينهار تحت ثقل وزنه ، ويسحق قلبه ويطلق انفجار سوبر نوفا. ما تبقى هو كرة شديدة الكثافة تقريبًا بحجم مدينة تقريبًا ، ولكن مع ما يصل إلى ضعف كتلة الشمس بالداخل. الائتمان: مختبر الصور المفاهيمية التابع لمركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا

يواجه نجم عملاق عدة مصائر محتملة عندما يموت في مستعر أعظم. يمكن أن يتم تدمير هذا النجم تمامًا ، ليصبح a ثقب أسود، أو تصبح النجم النيوتروني. تعتمد النتيجة على كتلة النجم المحتضر وعوامل أخرى ، وكلها تشكل ما يحدث عندما تنفجر النجوم في مستعر أعظم.

تعد النجوم النيوترونية من بين أكثر الأجسام كثافة في الكون. يبلغ متوسط ​​قطرها حوالي 12 ميلاً فقط ولكنها أكثر كثافة من شمسنا ، والتي تزيد عن 72000 مرة أكبر من نجم نيوتروني. حصلت النجوم النيوترونية على اسمها لأن نوىها تمتلك جاذبية قوية لدرجة أن البروتونات ذات الشحنة الموجبة والإلكترونات سالبة الشحنة في داخل هذه النجوم تتحد في نيوترونات غير مشحونة.

اصطدام نجمين نيوترونيين كثيفين

تظهر هذه المحاكاة اصطدام نجمين نيوترونيين كثيفين. تسبب الاصطدام في تكوين ثقب أسود يدور حول دوامة من الغاز الممغنط. تظهر بعض المواد في شكل نفاثات ورياح نشطة تصنع عناصر ثقيلة ومضات من الضوء. ائتمان: الصورة بإذن من A. Tchekhovskoy ، R. Fernandez ، D. Kasen

لا تنتج النجوم النيوترونية حرارة جديدة. ومع ذلك ، فإنها تكون ساخنة بشكل لا يصدق عندما تتشكل وتبرد ببطء. متوسط ​​النجوم النيوترونية التي يمكن أن نلاحظها حوالي 1.8 مليون درجة فهرنهايتمقارنةً بحوالي 9،900 درجة فهرنهايت بالنسبة للشمس.

النجوم النيوترونية لها دور مهم في الكون. تشير الأبحاث الحديثة إلى أن اصطدام النجوم النيوترونية هو أحد المصادر الرئيسية للكون للعناصر الثقيلة مثل الذهب واليورانيوم. عملية تكوين نوى ذرية جديدة من البروتونات والنيوترونات الموجودة مسبقًا ، سواء حدث ذلك أثناء اصطدام نجم نيوتروني ، أو مستعر أعظم ، أو احتراق النجوم ، أو الانفجار العظيم، يسمى التركيب النووي.

حقائق سريعة

  • تعني الكثافة الهائلة للنجم النيوتروني أن ملعقة صغيرة من مادة النجم النيوتروني تزن 10 ملايين طن.
  • يبلغ قطر النجم النيوتروني حوالي 12 ميلاً فقط ، ويمكن وضعه داخل حدود شيكاغو.
  • النجوم النيوترونية لها مجالات مغناطيسية قوية بشكل استثنائي حولها.
  • تدور النجوم النيوترونية بسرعة كبيرة بسبب الحفاظ على الزخم الزاوي.
  • تُلاحظ العديد من النجوم النيوترونية من خلال موجات راديو دورية (أو نبضية) تنبعث منها (تسمى هذه النجوم النابضة).
  • اصطدام النجوم النيوترونية ليس بالأمر الهين. يطلق الحدث ما يعادل مئات الملايين من أضعاف طاقة شمسنا ، مما يؤدي إلى تشويه الزمكان موجات الجاذبية.

مكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة: مساهمات في أبحاث نيوترون ستار

يدعم برنامج الفيزياء النووية التابع لمكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة البحوث في الفيزياء الفلكية النووية. يساعدنا هذا النظام العلمي في فهم النجوم النيوترونية والأشياء الأخرى في الكون. اثنان من مراكز التميز التابعة لوزارة الطاقة – معهد السيكلوترون بجامعة تكساس إيه آند إم والمختبر النووي لجامعات تريانجل – يتخصصان في دراسة الفيزياء الفلكية النووية. تمول وزارة الطاقة أيضًا الأبحاث المتعلقة بالانفجار العظيم والنجوم والمستعرات الأعظمية واندماجات النجوم النيوترونية وأدوارها كمصادر للعناصر. قام برنامج الفيزياء النووية في مكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة بتمويل الأبحاث التي أنتجت نماذج حاسوبية عملاقة لتصادم النجوم النيوترونية. كما تدعم وزارة الطاقة التجارب في مختبر جيفرسون التابع لوزارة الطاقة

أنه من خلال قياس توزيع النيوترونات في النوى ، يخبرنا عن فيزياء النجوم النيوترونية وخصائص المادة النووية الكثيفة. تعد دراسة خصائص المادة النووية الكثيفة والمواد الغنية بالنيوترونات أيضًا جزءًا من الغرض من مرفق حزم النظائر النادرة ونظام Argonne Tandem Linac Accelerator System ، وكلاهما من مرافق المستخدم التابعة لمكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *