Quali sono i diversi tipi di stelle di neutroni?
Una stella di neutroni è il nucleo collassato gravitazionalmente di una stella massiccia. Quando le grandi stelle consumano tutto il loro combustibile nucleare, costruiscono un nucleo di ferro grande quanto il pianeta Giove, contenente circa 1,44 masse solari di materiale. Poiché la fusione dei nuclei di ferro richiede una quantità maggiore di energia di quella prodotta, la fusione nucleare non produce più la pressione del nucleo necessaria per impedire alla stella di collassare su se stessa.
Durante gli ultimi momenti di collasso, la fase del nucleo di ferro della stella gigante si trasforma in neutronium, uno stato della materia in cui tutti gli elettroni e i protoni negli atomi di ferro sono fusi insieme per produrre nient'altro che neutroni. Poiché i neutroni sono neutrali, non si respingono a vicenda come fanno le nuvole di elettroni caricate negativamente nella materia convenzionale. Essendo unito da un'enorme energia gravitazionale, il neutronio ha una densità simile a un nucleo atomico, e infatti l'intero nucleo può essere visto come un grande nucleo atomico. La sua fonte di luce e calore viene interrotta, gli strati esterni della stella cadono verso l'interno, per poi rimbalzare dopo aver sbattuto contro il neutronium quasi incomprimibile. Il risultato è una supernova, un processo che dura da giorni a mesi.
Il risultato finale è un residuo di supernova, una stella di neutroni tra 1,35 e 2,1 masse solari, con un raggio tra 20 e 10 km. Questa è una massa maggiore del Sole condensata nello spazio delle dimensioni di una piccola città. La stella di neutroni è così densa che un singolo cucchiaino del suo materiale pesa un miliardo di tonnellate (oltre 1,1 miliardi di tonnellate).
A seconda della massa della stella di neutroni, può rapidamente collassare in un buco nero o continuare a esistere praticamente per sempre. Diverse stelle di neutroni includono radio pulsar, pulsar a raggi X e magnetar, che sono una sottocategoria di radio pulsar. La maggior parte delle stelle di neutroni sono chiamate pulsar perché emettono impulsi regolari di onde radio, attraverso un preciso meccanismo fisico non del tutto compreso, assorbendo lentamente l'energia dal proprio momento angolare.
Alcune stelle di neutroni non emettono radiazioni visibili. Ciò è probabilmente dovuto al fatto che i loro impulsi radio vengono emessi dai loro poli e i poli di alcune stelle di neutroni non sono rivolti verso la Terra.
Le pulsar a raggi X emettono raggi X anziché onde radio e sono alimentate da una materia in entrata estremamente calda anziché dalla loro stessa rotazione. Se abbastanza materia cade in una stella di neutroni, può collassare in un buco nero.
La varietà più intensa di stella di neutroni è quella che proviene da una stella madre che ruota molto rapidamente. Se la stella ruota abbastanza rapidamente, la velocità di rotazione abbina le correnti convettive interne e crea una dinamo naturale, pompando il campo magnetico della stella che collassa fino a livelli tremendi. La stella viene quindi chiamata magnetar. Una magnetar ha un campo magnetico simile a quello di un trilione di stelle di magneti al neodimio ad alta potenza che si sovrappongono nello stesso punto.