Kosmos  /  News

Tutaj góry mają tylko pół milimetra wysokości. A i tak nie zdołałbyś ich zdobyć

gwiazda neutronowa

Naukowcy z Southampton obliczyli właśnie jak wygląda powierzchnia gwiazdy neutronowej, fascynującej pozostałości po gwiazdach nieco większych od Słońca.

Kiedy nasza Gwiazda Dzienna za 5 miliardów lat będzie zbliżała się do końca swojego życia, najpierw przejdzie w stadium czerwonego olbrzyma, dzięki czemu jej rozmiary znacząco się powiększą (tutaj gdzie teraz jest Ziemia będzie dopiero zewnętrzna warstwa gwiazdy), następnie odrzuci swoje najbardziej zewnętrzne warstwy (które utworzą tzw. mgławicę planetarną) pozostawiając w miejscu Słońca jedynie białego karła, który wciąż będzie zachowywał niemal całą masę Słońca, ale będzie rozmiarów Ziemi.

Koniec gwiazdy dużo masywniejszej od Słońca

Zupełnie inaczej jednak wygląda koniec gwiazd o masie od 8 do 20 mas Słońca. Z uwagi na większą masę i większe ciśnienie panujące w jądrze gwiazdy, dłużej niż w Słońcu może zachodzić tam synteza kolejnych pierwiastków. Gdy w końcu w centrum gwiazdy powstanie żelazne jądro, zaczyna się ono zapadać. Znajdujące się w jądrze protony i elektrony ulegają ściskaniu, dochodzi do powstawania neutronów, które dopiero są w stanie zatrzymać zapadanie się jądra. W tym momencie dochodzi do powstania fali uderzeniowej, która stopniowo rozchodzi się od centrum gwiazdy po jej zewnętrzne granice rozrywając gwiazdę w eksplozji supernowej. Po gwieździe pozostaje tylko gwiazda neutronowa.
Gwiazda neutronowa posiada masę porównywalną z masą Słońca (Słońce ma 1,4 mln km średnicy), ale cała ta masa jest ściśnięta w sferę o średnicy około 10 kilometrów. Gęstość takiej gwiazdy wynosi ok. 100 biliardów kg/m^3. Tym samym przyciąganie grawitacyjne na jej powierzchni jest ok. miliarda razy większe niż na Ziemi.

Nie trzeba zatem zbyt dużo kombinować, aby uświadomić sobie, że nigdy żaden człowiek nie stanie na powierzchni takiej gwiazdy. Analogicznie żadna sonda, ani żaden aparat się do niej nie zbliży, bo natychmiast zostałby wprasowany w strukturę gwiazdy.

Czy na gwiazdach neutronowych są góry?

Naukowcy od dawna zastanawiali się jak wygląda powierzchnia takiej gwiazdy neutronowej. Czy są na niej jakieś nierówności, czy mogą na niej istnieć góry. Jakby nie patrzeć, aby doszło do wypiętrzenia, musiałoby dojść do przeciwdziałania sile grawitacji skierowanej do środka gwiazdy.
Wcześniejsze badania wskazywały, że na powierzchni gwiazdy neutronowej owszem mogą istnieć góry, ale mają one wysokość zaledwie kilku centymetrów.

Fabian Gittins, doktorant z Uniwersytetu w Southampton postanowił zweryfikować te informacje w oparciu o modele obliczeniowe, w których uwzględnił paletę różnych sił, które mogą oddziaływać na powierzchnię gwiazdy neutronowej.

Wyniki tych badań okazały się zaskakujące. Okazało się, że gwiazdy neutronowe są niemal idealnymi sferami, na których góry, choć występują to mogą mieć maksymalnie ułamek milimetra wysokości. Nawet przy obiekcie tak niewielkim jak gwiazda neutronowa (10 km średnicy) są to wartości pomijalne. Zresztą tak czy inaczej - powierzchni gwiazdy tego typu nigdy nie da się z bliska sfotografować. Pozostaniemy jedynie z wynikami modeli matematycznych. Cóż, parafrazując słowa Neila de Grasse Tysona, wszechświat nie ma żadnego obowiązku zdradzać ci swoich tajemnic.