Hvad sker der, når en døende neutronstjerne kollapser under sin egen tyngdekraft?

Når kernen af ​​en massiv stjerne opbruger sit atombrændsel, gennemgår den et gravitationssammenbrud. Hvis kernens resterende masse er mellem cirka 1,4 og 3,0 solmasser, danner den en neutronstjerne. Neutronstjerner er ekstremt tætte objekter med en typisk radius på omkring 10 kilometer. Stoffet inde i en neutronstjerne er så tæt pakket, at protoner og elektroner smelter sammen og danner neutroner, deraf navnet "neutronstjerne". Tyngdekraften i en neutronstjerne er enorm, og den udøver et enormt pres på neutronerne.

Nu, hvis massen af ​​neutronstjernen overstiger en vis kritisk værdi, kendt som Chandrasekhar-massen, som er cirka 1,4 solmasser, overvinder gravitationskraften neutrondegenerationstrykket. Dette fører til et yderligere sammenbrud af neutronstjernen. De nøjagtige detaljer om, hvad der derefter sker, er stadig et emne for aktiv forskning og afhænger af forskellige faktorer, såsom stjernens rotation og tilstedeværelsen af ​​et stærkt magnetfelt. Der foreslås dog flere scenarier:

1. Dannelse af et sort hul:Hvis den kollapsede neutronstjerne overstiger den kritiske masse for et sort hul, kollapser den yderligere under sin egen tyngdekraft og danner et sort hul. I dette tilfælde er tyngdekraften så stærk, at intet, ikke engang lys, kan undslippe fra området. Begivenhedshorisonten, grænsen ud over hvilken flugt er umulig, omgiver det sorte hul.

2. Quark-Gluon Plasma:I visse tilfælde, i stedet for at danne et sort hul, kan neutronstjernen gennemgå en faseovergang, hvor neutronerne nedbrydes til deres konstituerende kvarker og gluoner. Dette resulterer i dannelsen af ​​et kvark-gluon plasma, som er en tilstand af stof, der eksisterede i det tidlige univers kort efter Big Bang.

3. Magnetdannelse:Hvis den kollapsende neutronstjerne har et stærkt magnetfelt, kan den generere utroligt kraftige magnetfelter kendt som magnetarer. Magneter udsender elektromagnetisk stråling, herunder røntgenstråler og gammastråler, og de kan udvise pludselige energiudbrud kaldet magnetudbrud.

Dette er nogle mulige udfald, når en døende neutronstjerne kollapser under sin tyngdekraft, men den nøjagtige adfærd afhænger af de specifikke forhold og forbliver et aktivt område af astrofysisk forskning.