ما هو النجم النيوتروني؟
النجم النيوتروني
ما يصل إلى واحد من كل مائة نجم في مجرة درب التبانة هو من النوع "النيوتروني". هذه أجسام كثيفة بشكل لا يصدق ، حيث تتماسك أحواؤها معًا حتى تبدأ في تشبه نواة ذرية ضخمة واحدة.
لكنها ذرة غير عادية ، من حيث أنها تتكون بشكل غير متناسب من النيوترونات.
لفهم من أين تأتي هذه النيوترونات ، نحتاج إلى التنحي عبر طبقات النجم النيوتروني وفهم كيف تؤثر الجاذبية الهائلة على المساحة الشخصية للجسيمات الفردية.
كيف تتشكل النجوم النيوترونية؟
في أعماق كل نجم ، تحتدم الحرب. تتجاذب الجاذبية مع اندفاع الحرارة الناتجة عن التفاعلات النووية لتكوين كرة ثابتة نسبيًا من البلازما.
عاجلاً أم آجلاً ، الأفران النووية تبرد. بالنسبة للنجوم التي تبلغ كتلتها ما يقرب من 10 إلى 30 ضعف كتلة شمسنا ، يؤدي فقدان الحرارة إلى انخفاض غازها الخارجي الأكثر برودة بسرعة تحت تأثير الجاذبية ، مما يؤدي إلى زيادة سرعته حتى يصطدم بالكومة الكثيفة من الحديد الساخن التي تشكلت في لحظاته الأخيرة.
تولد الموجة الصدمية موجة هائلة من الطاقة ، مما يؤدي إلى إطلاق موجة من الغاز الساخن والإشعاع في الكون في نوع من انفجار سوبر نوفا. كل ما تبقى هو كرة الحديد في اللب ، واحدة أثقل قليلاً من الشمس محشورة في فضاء يبلغ عرضه حوالي 11 كيلومترًا (6.8 ميلاً) ومغلفة بجو رقيق (بسماكة متر تقريبًا) من الهيدروجين والهيليوم الملتقطين.
الجاذبية على هذه الكرة مجنونة مثلها مثل هيكل يمكن ملاحظته. بالوقوف على سطح كتلة الحديد هذه بحجم المدينة ، ستشعر بسحب حوالي 100 مليار جيغا بايت من الجاذبية.
لا يعني ذلك أنك ستقف لفترة طويلة جدًا.
ماذا يوجد بداخل النجوم النيوترونية؟
تحت قدميك ، تجري بعض الفيزياء الغريبة بشكل لا يصدق.
يؤدي الضغط الشديد إلى سقوط نوى الحديد في بنية بلورية واسعة تمليها الحركة الجماعية لشحنات موجبة لا حصر لها.
يطن ضباب من الإلكترونات بحرية عبر فجوات هذه البلورة ، والضغط الشديد يجعلها قريبة بشكل خطير من النواة. بفضل قوانين فيزياء الكم ، فإن الظروف المزدحمة تعني أن الإلكترونات لديها فرصة أكبر في العثور عليها داخل البروتون مباشرة ، مما يحول الزوج إلى نيوترون طازج ونيوترينو. النيوترونات هي جسيم دون ذري كتلته شبيهة بالبروتون ولكن بدون شحنة كهربائية ، والنيوترونات عبارة عن جسيم دون ذري محايد عديم الكتلة تقريبًا.
النيوترينو الصغير صغير بما يكفي ليخرج من الكتلة. لكن النيوترون يبقى ، مكونًا نظائر غريبة بكتلة الحديد ولكن أقل بكثير من البروتونات.
ما نوع الذرات الموجودة داخل نجم نيوتروني؟
بالغرق بشكل أعمق في الهيكل قد نجد ذرات ثقيلة النيوترونات ، تبدأ في الانهيار. تقترح النظرية أن النيوترونات "تنجرف" بعيدًا في هذا الفضاء المذهل كنوع من الغاز الكثيف ، يتفكك تحت ضغط لا يحدده شحناتهم ولكن بفضل القاعدة التي تنص على أن الجسيمات المتطابقة من هذه الطبيعة لا يمكن أن تحتل نفس الشيء. الفضاء في نفس الوقت.
على بعد كيلومتر تقريبًا داخل النجم الميت ، تتكون هذه "القشرة" الآن من ضباب نيوتروني ، مع وجود بروتونات عرضية هنا وهناك. النوى قريبة جدًا بحيث يمكن أن تتصادم مع بعضها البعض.
مع زيادة الجاذبية بشكل مطرد ، تتشكل الهياكل الذرية التي يمكن التعرف عليها مرة واحدة في ترتيبات غريبة - تذكرنا بأنواع مختلفة من المعكرونة مثل السباغيتي واللازانيا - تتشكل من خلال توازن القوة النووية القوية ولمسة من التنافر الإيجابي.
أسفل قلب النجوم النيوترونية ، تصبح الفيزياء أغرب. تُجبر النيوترونات (والبروتون النادر الذي لم يتحول) في ترتيب زوجي على تكوين هويات جديدة تسمح لها بخرق جميع أنواع القوانين السابقة ، مما يؤدي إلى تيارات غريبة.
في المركز ذاته ، من المحتمل أن تجبر الجاذبية النيوترونات على فقدان كل من فرديتها ، وتتحول إلى "هريسة" من جسيماتها الأولية ، كواركات.
إن ضغط أي كواركات أكثر إحكامًا سيتداخل أيضًا مع بعضها البعض ، وينهار إلى نقطة محصورة بحيث لا نملك طريقة لنمذجتها. بمعنى آخر ، سيصبح ثقبًا أسود .