Bintang dan Pulsar Neutron: Penciptaan dan Properti

Apa yang terjadi ketika bintang raksasa meledak? Mereka menciptakan supernova, yang merupakan beberapa acara paling dinamis di alam semesta. Gempa bintang ini menciptakan ledakan yang sangat kuat sehingga cahaya yang dipancarkannya bisa lebih baik dari keseluruhan galaksi. Namun, mereka juga menciptakan sesuatu yang jauh lebih aneh dari sisa: bintang neutron.

Bintang neutron adalah bola neutron yang padat dan padat. Jadi, bagaimana bintang masif berubah dari objek yang bersinar menjadi bintang neutron yang bergetar, sangat magnetik, dan padat? Ini semua bagaimana bintang menjalani hidup mereka.

Bintang menghabiskan sebagian besar hidup mereka pada apa yang dikenal sebagai urutan utama. Urutan utama dimulai ketika bintang menyalakan fusi nuklir di intinya. Itu berakhir setelah bintang telah kehabisan hidrogen di intinya dan mulai menggabungkan elemen yang lebih berat.

Begitu sebuah bintang meninggalkan urutan utama, ia akan mengikuti jalur tertentu yang ditentukan oleh massanya. Massa adalah jumlah materi yang dikandung bintang. Bintang yang memiliki lebih dari delapan massa matahari (satu massa matahari setara dengan massa Matahari kita) akan meninggalkan urutan utama dan melewati beberapa fase karena mereka terus menggabungkan elemen hingga besi.

Setelah fusi berhenti di inti bintang, ia mulai berkontraksi, atau jatuh sendiri, karena gravitasi yang sangat besar dari lapisan luar. Bagian luar bintang "jatuh" ke inti dan melambung untuk membuat ledakan besar yang disebut supernova Tipe II. Tergantung pada massa inti itu sendiri, itu akan menjadi bintang neutron atau lubang hitam.

Jika massa inti adalah antara 1,4 dan 3,0 massa matahari inti hanya akan menjadi bintang neutron. Proton dalam inti bertabrakan dengan elektron berenergi sangat tinggi dan menghasilkan neutron. Inti menegang dan mengirimkan gelombang kejut melalui bahan yang jatuh ke atasnya. Bahan luar bintang kemudian didorong keluar ke media sekitarnya menciptakan supernova. Jika material inti sisa lebih besar dari tiga massa matahari, ada kemungkinan besar bahwa itu akan terus mengompres hingga membentuk lubang hitam.

Bintang neutron adalah objek yang sulit dipelajari dan dipahami. Mereka memancarkan cahaya melintasi bagian luas dari spektrum elektromagnetik — berbagai panjang gelombang cahaya — dan tampaknya sedikit berbeda dari bintang ke bintang. Namun, fakta bahwa setiap bintang neutron menunjukkan sifat yang berbeda dapat membantu para astronom memahami apa yang mendorongnya.

Mungkin penghalang terbesar untuk mempelajari bintang-bintang neutron adalah bahwa mereka sangat padat, sangat padat sehingga kaleng 14-ons bahan bintang neutron akan memiliki massa sebanyak Bulan kita. Para astronom tidak memiliki cara untuk memodelkan kerapatan semacam itu di Bumi. Karena itu sulit untuk memahami fisika dari apa yang sedang terjadi. Inilah sebabnya mengapa mempelajari cahaya dari bintang-bintang ini sangat penting karena memberi kita petunjuk tentang apa yang terjadi di dalam bintang.

Beberapa ilmuwan mengklaim bahwa inti didominasi oleh kumpulan quark bebas - blok bangunan dasar masalah. Yang lain berpendapat bahwa inti diisi dengan beberapa jenis partikel eksotis seperti pion.

Bintang-bintang neutron juga memiliki medan magnet yang kuat. Dan bidang inilah yang sebagian bertanggung jawab untuk membuat sinar-X dan sinar gamma yang terlihat dari benda-benda ini. Saat elektron berakselerasi di sekitar dan di sepanjang garis medan magnet yang dipancarkannya radiasi (cahaya) dalam panjang gelombang dari optik (cahaya yang dapat kita lihat dengan mata kita) hingga sinar gamma energi sangat tinggi.

Para astronom menduga bahwa semua bintang neutron berputar dan melakukannya dengan sangat cepat. Akibatnya, beberapa pengamatan bintang neutron menghasilkan tanda tangan emisi "berdenyut". Jadi bintang neutron sering disebut sebagai PULSating stARS (atau PULSARS), tetapi berbeda dari bintang lain yang memiliki emisi variabel. Pulsasi dari bintang-bintang neutron disebabkan oleh mereka rotasi, dimana bintang lain yang berdenyut (seperti bintang cephid) berdenyut saat bintang mengembang dan berkontraksi.

Bintang neutron, pulsar, dan lubang hitam adalah beberapa objek bintang paling eksotis di alam semesta. Memahami mereka hanyalah bagian dari belajar tentang fisika bintang raksasa dan bagaimana mereka dilahirkan, hidup, dan mati.

Diedit oleh Carolyn Collins Petersen.