Bintang neutron

Bintang neutron adalah inti runtuh dari bintang super raksasa masif , yang memiliki massa total antara 10 dan 25 massa matahari, mungkin lebih jika bintang tersebut kaya logam  . Bintang neutron adalah objek bintang terkecil dan terpadat, tidak termasuk lubang hitam dan lubang putih hipotetis , bintang quark , dan bintang aneh .  Bintang neutron memiliki radius sekitar 10 kilometer (6,2 mil) dan bermassa sekitar 1,4 massa matahari .  Mereka dihasilkan dari ledakan supernova abintang masif , dikombinasikan dengan keruntuhan gravitasi , yang memampatkan inti melewati kerapatan bintang katai putih ke inti atom .

Setelah terbentuk, mereka tidak lagi aktif menghasilkan panas, dan mendingin seiring waktu; Namun, mereka mungkin masih berkembang lebih jauh melalui tumbukan atau pertambahan . Sebagian besar model dasar untuk objek ini menyiratkan bahwa bintang neutron hampir seluruhnya terdiri dari neutron(partikel subatomik tanpa muatan listrik netto dan dengan massa yang sedikit lebih besar dari proton ); elektron dan proton yang ada dalam materi normal bergabung untuk menghasilkan neutron pada kondisi bintang neutron. Bintang neutron sebagian didukung untuk melawan keruntuhan lebih lanjut oleh tekanan degenerasi neutron , sebuah fenomena yang dijelaskan oleh prinsip pengecualian Pauli, seperti halnya katai putih yang didukung melawan keruntuhan oleh tekanan degenerasi elektron . Namun, tekanan degenerasi neutron tidak dengan sendirinya cukup untuk menahan objek di atas 0,7 M _☉  dan gaya nuklir repulsif memainkan peran yang lebih besar dalam mendukung bintang neutron yang lebih masif.  Jika sisa bintang memiliki massamelebihi batas Tolman – Oppenheimer – Volkoff sekitar 2 kali massa matahari, kombinasi tekanan degenerasi dan gaya nuklir tidak cukup untuk mendukung bintang neutron dan terus runtuh untuk membentuk warna hitam lubang .

Bintang neutron yang dapat diamati sangat panas dan biasanya memiliki suhu permukaan sekitar 600 000  K . Mereka sangat padat sehingga kotak korek api berukuran normal yang berisi bahan bintang neutron akan memiliki berat sekitar 3 miliar ton, berat yang sama dengan bongkahan 0,5 kilometer kubik bumi (kubus dengan tepi sekitar 800 meter) dari permukaan bumi.  Medan magnetmereka antara 10 ⁸ dan 10 ¹⁵ (100 juta hingga 1 kuadriliun) kali lebih kuat dari medan magnet Bumi. Medan gravitasi di permukaan bintang neutron adalah sekitar2 × 10 ¹¹ (200 miliar) kali medan gravitasi bumi.

Saat inti bintang runtuh, laju rotasinya meningkat sebagai akibat dari kekekalan momentum sudut , dan bintang neutron yang baru terbentuk karenanya berputar hingga beberapa ratus kali per detik. Beberapa bintang neutron memancarkan berkas radiasi elektromagnetik yang membuatnya dapat dideteksi sebagai pulsar . Memang penemuan pulsar oleh Jocelyn Bell Burnell dan Antony Hewishpada tahun 1967 adalah saran pengamatan pertama bahwa bintang neutron ada. Radiasi dari pulsar diperkirakan terutama dipancarkan dari daerah dekat kutub magnetnya. Jika kutub magnet tidak bertepatan dengan sumbu rotasi bintang neutron, pancaran pancaran akan menyapu langit, dan bila dilihat dari kejauhan, jika pengamat berada di suatu tempat di jalur pancaran, maka akan muncul sebagai pulsa radiasi. datang dari titik tetap di ruang angkasa (yang disebut "efek mercusuar"). Bintang neutron yang berputar tercepat yang diketahui adalah PSR J1748-2446ad , berputar dengan kecepatan 716 kali per detik atau 43.000 putaran per menit , memberikan kecepatan linier di permukaan dengan urutan0,24  c (yaitu, hampir seperempat kecepatan cahaya ).

Diperkirakan terdapat sekitar satu miliar bintang neutron di Bima Sakti ,  dan setidaknya beberapa ratus juta, angka yang diperoleh dengan memperkirakan jumlah bintang yang telah mengalami ledakan supernova.  Namun, sebagian besar sudah tua dan dingin serta sangat sedikit pancarannya; kebanyakan bintang neutron yang telah terdeteksi terjadi hanya dalam situasi tertentu di mana mereka meradiasikan, seperti jika mereka adalah pulsar atau bagian dari sistem biner. Bintang-bintang neutron yang berotasi lambat dan non-akresi hampir tidak dapat dideteksi; namun, sejak deteksi Teleskop Luar Angkasa Hubble RX J185635−3754 , beberapa bintang neutron terdekat yang tampaknya hanya memancarkan radiasi termal telah terdeteksi. Repeater gamma lembutdiduga sebagai jenis bintang neutron dengan medan magnet yang sangat kuat, yang disebut magnetar , atau bintang neutron dengan cakram fosil di sekelilingnya.

Bintang neutron dalam sistem biner dapat mengalami pertambahan yang biasanya membuat sistem menjadi terang dalam sinar-X sementara materi yang jatuh ke bintang neutron dapat membentuk titik panas yang berputar masuk dan keluar dari pandangan dalam sistem pulsar sinar-X yangteridentifikasi . Selain itu, pertambahan tersebut dapat "mendaur ulang" pulsar lama dan berpotensi menyebabkannya memperoleh massa dan berputar hingga kecepatan rotasi yang sangat cepat, membentuk apa yang disebut pulsar milidetik. Sistem biner ini akan terus berkembang , dan pada akhirnya sahabat dapat menjadi objek kompak seperti katai putih atau bintang neutron itu sendiri, meskipun kemungkinan lain termasuk penghancuran total pasangan tersebut melalui ablasi.atau merger. Penggabungan bintang-bintang neutron biner mungkin menjadi sumber semburan sinar gamma berdurasi pendek dan kemungkinan besar merupakan sumber gelombang gravitasi yang kuat . Pada tahun 2017, deteksi langsung ( GW170817 ) gelombang gravitasi dari peristiwa semacam itu dilakukan,  dan gelombang gravitasi juga telah terdeteksi secara tidak langsung dalam sistem di mana dua bintang neutron mengorbit satu sama lain.