Was sind verschiedene Arten von Neutronensternen?
Ein Neutronenstern ist der gravitationsbedingt kollabierte Kern eines massereichen Sterns. Wenn große Sterne ihren gesamten Kernbrennstoff verbrauchen, bauen sie einen Eisenkern auf, der so groß wie der Planet Jupiter ist und etwa 1,44 solare Materialmassen enthält. Da das Schmelzen von Eisenkernen mehr Energie erfordert als erzeugt wird, erzeugt die Kernfusion nicht mehr den Kerndruck, der erforderlich ist, um zu verhindern, dass der Stern in sich zusammenfällt.
In den letzten Augenblicken des Zusammenbruchs verwandelt sich die Eisenkernphase des Riesensterns in Neutronium, einen Materiezustand, in dem alle Elektronen und Protonen in den Eisenatomen zu Neutronen verschmolzen sind. Da Neutronen neutral sind, stoßen sie sich nicht wie die negativ geladenen Elektronenwolken in konventioneller Materie ab. Durch die enorme Gravitationsenergie zusammengeschoben, hat das Neutronium eine ähnliche Dichte wie ein Atomkern, und tatsächlich kann der gesamte Kern als großer Atomkern angesehen werden. Seine Licht- und Wärmequelle wird abgeschnitten, die äußeren Schichten des Sterns fallen nach innen und springen dann zurück, nachdem sie gegen das nahezu inkompressible Neutronium geschlagen wurden. Das Ergebnis ist eine Supernova, ein Prozess, der Tage bis Monate dauert.
Das Endergebnis ist ein Supernova-Überrest, ein Neutronenstern zwischen 1,35 und 2,1 Sonnenmassen mit einem Radius zwischen 20 und 10 km. Dies ist eine Masse, die größer ist als die Sonne, die sich im Raum von der Größe einer kleinen Stadt verdichtet hat. Der Neutronenstern ist so dicht, dass ein Teelöffel seines Materials eine Milliarde Tonnen (über 1,1 Milliarden Tonnen) wiegt.
Abhängig von der Masse des Neutronensterns kann er schnell in ein Schwarzes Loch fallen oder praktisch für immer weiter existieren. Verschiedene Neutronensterne umfassen Radiopulsare, Röntgenpulsare und Magnetare, die eine Unterkategorie von Radiopulsaren darstellen. Die meisten Neutronensterne werden Pulsare genannt, weil sie über einen genauen physikalischen Mechanismus, der nicht vollständig geklärt ist, regelmäßige Pulse von Radiowellen aussenden und dabei langsam Energie aus ihrem eigenen Drehimpuls abziehen.
Einige Neutronensterne senden keine sichtbare Strahlung aus. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass Funkimpulse von ihren Polen ausgehen und die Pole einiger Neutronensterne nicht zur Erde weisen.
Röntgenpulsare senden Röntgenstrahlen und keine Radiowellen aus und werden von extrem heißer einströmender Materie und nicht von ihrer eigenen Rotation angetrieben. Wenn genug Materie in einen Neutronenstern fällt, kann dieser in ein Schwarzes Loch fallen.
Die intensivste Sorte von Neutronensternen stammt von einem Mutterstern, der sich sehr schnell dreht. Wenn sich der Stern schnell genug dreht, passt sich die Rotationsgeschwindigkeit den inneren Konvektionsströmen an und erzeugt einen natürlichen Dynamo, der das Magnetfeld des zusammenbrechenden Sterns auf enorme Werte pumpt. Der Stern heißt dann Magnetar. Ein Magnetar hat ein Magnetfeld, das dem von Billionen Sternen ähnelt, die von leistungsstarken Neodym-Magneten gebildet werden, die denselben Punkt überlappen.