Iako
je teoretski model neutronske zvijezde pretpostavljen
jo� u prvoj polovici 20. stolje�a, za njih nije postojalo
veliko zanimanje sve do 1960. -ih. 1967. godine je
pomo�u velikog radio - teleskopa otkriveno da neke
to�ke na nebu vrlo pravilno i brzo pulsiraju. Ti
su izvori nazvani pulsarima, a imali su periode izme�u
0.25 i 1.5 sekunde. Danas su poznati i pulsari sa
periodima od jedne tisu�inke sekunde i oni sa periodima
do 5 sekundi. Otkri�e pulsara bilo je veliko otkri�e
jer je bilo jasno da je astronomija nai�la na do
tada nevi�ene objekte. U kratkom su se vremenu razvile
mnoge teorije, no niti jedna nije potpuno zadovoljavala
sve kriterije. Stoga su znanstvenici krenuli metodom
eliminacjie i na kraju su preostali samo bijeli patuljci.
Bijeli patuljci su zapravo malene, ali masivne i
vru�e jezgre umrlih zvijezda, no �ak i njihova velika
gusto�a ne bi mogla podnijeti da se zvijezda vrti
nekoliko puta u sekundi. �to bi moglo biti jo� gu��e
od degeneriranih elektrona koji sa�injavaju bijele
patuljke? Odgovor je prona�en u neutronskim zvijezdama.
Njihov teoretski model napravili su
jo� davno dva ameri�ka astronoma: Fritz Zwicky i Walter
Baade.
Oni su pretpostavili da se u jeku eksplozije kao
�to je supernova, u jezgri zvijezde mo�e stvoriti
toliki tlak da se protoni i elektroni spoje tvore�i
neutrone. Nakon supernove ostaje samo mala supergusta
jezgra koju u najve�oj mjeri �ine samo neutroni,
a takav objekt nazvali su neutronska zvijezda.
Kada su astronomi pretpostavili da su pulsari zapravo
neutronske zvijezde koje brzo rotiraju, sve se
poslo�ilo
na mjesto. Neutronske zvijezde mogu vrlo brzo rotirati
jer u njihovoj unutra�njosti ne postoji nikakvo
trenje, a velika brzina vrtnje dolazi od zakona o o�uvanju
kutnog gibanja. Analogija tome je kliza� koji se
brzo zavrti kada skupi ruke uz tijelo. Tako i zvijezda,
koja je prije ekspolzije imala ogroman radijus,
brzo
zavrti kada se naglo smanji. Zasada najbr�i pulsari
koje poznajemo imaju period rotacije samo jednu
tisu�inku sekunde i zato ih zovemo milisekundnim pulsarima.
Pulsari ve�inom imaju ve�e periode �to su stariji,
iako postoje i iznimke. Razlog njihovom usporavanju
je gubitak energije koju zra�e u okolinu (zato
npr.
maglica Rakovica u Biku svijetli i 900 godina nakon
supernove u kojoj je nastala). To zra�anje potje�e
od elektrona koji se kre�u zakrivljenim magnetskim
poljem pulsara i pritom emeitiraju energiju.
 |
model pulsara: jako magnetsko polje
nagnuto na os rotacije izbacuje �estice i radijaciju iz magnetskih
polova (Mislav Balokovi�) |
|
Kao �to se smanjenjem volumena zvijezde ubrzava njena rotacija, na isti se
na�in pove�a i magnetno polje. Prije eksplozije magnetno polje je slabije,
ali prostrano jer obuhva�a cjielu povr�inu zvijezde. No, polje ostaje
iste jakosti, ali je sada raspore�eno po znatno manjoj povr�ini. Snagu
takvog magnetnog polja ne mo�emo ni zamisliti. Samo za usporedbu, Sun�evo
magnetno polje iznosi 1 G (Gauss), a tipi�ni pulsar ima polje od 1012
G. Polje �ine nabijene �estice poput protona i elektrona koje se pri
eksploziji nisu uspjele me�usobno spojiti. Pomo�u takvog magnetskog polja
jednostavno je objasniti za�to neutronske zvijezde pulsiraju. Nemojte
misliti da se povr�ina zvijezde pomi�e gore i dolje, pulsevi koje mi
registriramo su rezultat radijacije usmjerene prema Zemlji. Kako je magnetsko
polje nagnuto u odnosu na os rotacije, ta usmjerena radijacija, koja
izlazi iz magnetskih polova, periodi�ki prelazi preko Zemlje i zato je
mo�emo detektirati (pulsar mo�emo zamisliti kao svjetionik koji se okre�e).
Za�to to�no radijacija izlazi iz polova, jo� je nerije�eno pitanje, no
vode�a je ova teorija: Jako magnetno polje u kombinaciji sa brzom rotacijom
djeluje kao elektri�ni generator, stvaraju�i na povr�ini jako elektri�no
polje. Ono proizvodi elektrone i pozitrone (anti�estice elektrona) iz
energije tog gibanja. Jako magnetsko polje te �estice usmjerava prema
polovima istodobno ih jako ubrzavaju�i. Rezultat toga su dva uska mlaza
usmjerena na suprotne strane.
Mislav
Balokovi�, < 1.4.2004.
|