Στο Σύμπαν υπάρχουν φαινόμενα τόσο ακραία και βίαια που ανατρέπουν ό,τι θεωρούμε “κανονικό”. Από αυτά, η σύγκρουση δύο αστέρων νετρονίων αποτελεί ένα από τα πιο εντυπωσιακά και καθοριστικά γεγονότα στην κοσμική ιστορία. Παράγει τεράστιες ποσότητες ενέργειας, βαρυτικά κύματα, ακτίνες γάμμα, ακόμη και πολύτιμα μέταλλα όπως χρυσό και πλατίνα. Με τέτοια γεγονότα το Σύμπαν χτίζει τα υλικά από τα οποία αποτελείται η ύλη γύρω μας ακόμη και μέσα μας. Πώς δημιουργούνται τα αστέρια νετρονίων, τι συμβαίνει όταν συγκρούονται, ποια φαινόμενα παράγονται, και ποια είναι η επιστημονική σημασία αυτών των συγκρούσεων.
Αστέρια Νετρονίων Το Τελικό Κεφάλαιο Μιας Τιτάνιας Ζωής
Όταν ένας τεράστιος αστέρας, 8 έως 25 φορές η μάζα του Ήλιου εξαντλεί τα καύσιμά του, καταρρέει λόγω βαρύτητας και εκρήγνυται ως supernova. Το υπόλοιπο πυκνό κέντρο του μετατρέπεται σε αστέρι νετρονίων, ένα αντικείμενο από τα πυκνότερα στο Σύμπαν.
Βασικά χαρακτηριστικά: Διάμετρος: ~20–25 km.
Μάζα: έως 2 φορές η μάζα του Ήλιου.
Πυκνότητα: 1 δισ. τόνοι ανά κυβικό εκατοστό.
Μαγνητικό πεδίο: έως 10¹¹ φορές του Γης.
Βαρυτική επιτάχυνση στην επιφάνεια: 100 δισ. φορές ισχυρότερη από τη Γη.
Η ύλη εκεί έχει «σπάσει» σε νετρόνια τα άτομα δεν υπάρχουν όπως τα ξέρουμε. Είναι μια μορφή ύλης τόσο εξωτική που δεν μπορούμε να τη δημιουργήσουμε στη Γη. Πολλά από αυτά τα αστέρια γεννιούνται σε ζεύγη. Σχηματίζουν ένα δυαδικό σύστημα αστέρων νετρονίων, όπου περιστρέφονται γύρω από το κοινό τους κέντρο μάζας με τρομακτικές ταχύτητες.
Κάθε δευτερόλεπτο χάνουν ελάχιστη ενέργεια μέσω βαρυτικών κυμάτων ρυτιδώσεων στον χωροχρόνο που προέβλεψε ο Αϊνστάιν. Καθώς η ενέργεια χάνεται. Η τροχιά μικραίνει.Η ταχύτητα αυξάνει.Το σύστημα γίνεται ασταθές. Λίγο πριν τη σύγκρουση, περιστρέφονται εκατοντάδες φορές το δευτερόλεπτο σε έναν φρενήρη, θανατηφόρο χορό.
Η Σύγκρουση: Κοσμικό Φλας Απίστευτου Μεγέθους
Η σύγκρουση δύο αστέρων νετρονίων είναι ένα γεγονός με τεράστια φυσική και κοσμολογική σημασία. Η συνάντηση παράγει μια kilonova (ή kilonova explosion) μια λάμψη που είναι,1000 φορές πιο φωτεινή από μια nova με διάρκεια ωρών έως ημερών πλούσια σε βαριά στοιχεία. Το φως της έχει ιδιαίτερο χρωματικό αποτύπωμα λόγω των στοιχείων που δημιουργούνται.
Έκρηξη Ακτίνων Γάμμα: Σε κλάσματα δευτερολέπτου μετά την επαφή, εκτοξεύονται short gamma-ray bursts (sGRB) από τα ισχυρότερα γεγονότα του Σύμπαντος. Ένα τέτοιο γεγονός μπορεί να απελευθερώσει περισσότερη ενέργεια από ό,τι ο Ήλιος σε όλη του τη ζωή.
Σχηματισμός Μαύρης Τρύπας ή Hyper-magnetar
Μικρότερη μάζα, σχηματίζεται ένα Hyper-magnetar ένα υπερταχύ αστέρι νετρονίων με απίστευτο μαγνητισμό. Μεγαλύτερη μάζα, το σύστημα καταρρέει σε μαύρη τρύπα. Περισσότερο συχνά, η τελική κατάληξη είναι μια μαύρη τρύπα μέσα σε έναν δίσκο συσσώρευσης εξαιρετικά θερμού υλικού.
Πώς Δημιουργούνται Βαριά Στοιχεία: Ο Χρυσός, η Πλατίνα και ο Κόσμος μας; Για δεκαετίες οι επιστήμονες αναρωτιούνταν από πού προέρχεται ο χρυσός;
Οι κλασικές supernova δεν μπορούσαν να εξηγήσουν την ποσότητα των βαρέων στοιχείων. Η απάντηση ήρθε το 2017 με το γεγονός GW170817. Οι συγκρούσεις αστέρων νετρονίων είναι οι βασικοί παραγωγοί χρυσού, πλατίνας, ουρανίου, θορίου και άλλων βαρέων μετάλλων. Το Σύμπαν πλουτίζει χημικά μέσα από αυτά τα γεγονότα. Ένα σημαντικό μέρος του χρυσού που έχουμε στη Γη ακόμη και σε κοσμήματα δημιουργήθηκε σε μια τέτοια σύγκρουση δισεκατομμύρια χρόνια πριν.
GW170817: Το Περιστατικό Που Άλλαξε την Κοσμολογία. Το 2017 ανιχνεύθηκε για πρώτη φορά ένα τέτοιο γεγονός ταυτόχρονα με βαρυτικά κύματα και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε όλα τα φάσματα (ραδιο, ορατό, υπέρυθρο, ακτίνες Χ και γάμμα).
Απέδειξε: Την ορθότητα των προβλέψεων του Αϊνστάιν. Την πηγή των βαρέων χημικών στοιχείων. Νέες μεθόδους μέτρησης της διαστολής του Σύμπαντος. Τη φυσική των πυκνότερων αντικειμένων στη φύση.
Η σύγκρουση αστέρων νετρονίων δεν είναι απλώς “άλλη μια έκρηξη”. Είναι το κλειδί για την κατανόηση της ισχυρής πυρηνικής δύναμης μέσο για μέτρηση της κοσμικής διαστολής χωρίς supernova. Εργαστήριο ακραίας φυσικής που δεν μπορούμε να αναπαράγουμε.Πηγή βαρέων στοιχείων απαραίτητων για τη ζωή. Πηγή βαρυτικών κυμάτων που μας δίνουν νέες “αισθήσεις” του Σύμπαντος. Κάθε τέτοια παρατήρηση ανοίγει νέο κεφάλαιο στην αστροφυσική.
Όταν συγκρούονται δύο αστέρια νετρονίων είναι ένα από τα πιο εντυπωσιακά φαινόμενα του Σύμπαντος, μια βίαιη αλλά δημιουργική διαδικασία. Από αυτές τις συγκρούσεις παράγονται βαριά στοιχεία, εκρήξεις τεράστιας ενέργειας και συχνά μαύρες τρύπες. Ταυτόχρονα, μας δίνουν ανεκτίμητες πληροφορίες για τον χωροχρόνο, τη βαρύτητα, την ύλη και την ιστορία του Σύμπαντος.
Σχετικά Άρθρα
Η Θεωρία του Πληθωρισμού και η Αρχή του Σύμπαντος
Ο νόμος του Χαμπλ : Παρατηρώντας το Σύμπαν να διαστέλλεται
