中性子星とは何か、そしてなぜ驚くべき存在なのか？

要約

本記事では、巨大星の超新星爆発から生まれる驚くべき現象である中性子星について探求します。これらの信じられないほど密度の高い物体は、スーパーフルイドと呼ばれる摩擦がない液体でできており、クラストで囲まれています。中性子星は、知られている中で最強の磁場を持ち、数百回転することができ、パルサーを作り出す放射線を放出します。また、最近の中性子星の衝突の発見と、宇宙における重元素の起源を理解する上での重要性についても議論します。

中性子星の誕生

数百万年の熱と圧力の後、巨大星が燃料を使い果たすと、自らの重力によって崩壊し、超新星爆発を起こします。この爆発によって、星の大部分の内部が宇宙空間に放出され、重元素が銀河系に広がります。残されたものは、原子の電子が量子軌道から核の深部に崩壊するほど密度の高い物質の球体です。これが中性子星の誕生です。中性子星は、宇宙で知られている中でも最も密度の高い物体の一つです。

中性子星の構造

中性子星は、人間の髪の毛のスペースに満載されたコンテナ船の質量、または砂糖の立方体のスペースにエベレスト山の質量が詰まった驚くべき密度を持っています。中性子星内部の物質は、スーパーフルイドと呼ばれる摩擦がない液体でできており、クラストで囲まれています。クラストのより深い部分では、中性子スーパーフルイドは、ラザニアからスパゲッティのような形に圧縮される「核パスタ」と呼ばれる異なる相を形成します。

パルサー：宇宙の灯台のような存在

中性子星は、知られている中で最強の磁場を持っており、磁極から放射線を放射する渦を形成します。磁極が常に星の回転軸に沿っているわけではないため、放射線は灯台のように回転し、地球から見ると点滅するように見えます。これらをパルサーと呼びます。1967年に天体物理学者のジョセリン・ベルによって、これらの魅惑的な点滅信号の検出は、実際には中性子星が間接的に発見された方法でした。

中性子星の衝突と重元素の起源

中性子星は、中性子星が共軌道する他の星との二重星系で存在することができます。中性子星は、より軽い伴星を養分として食べ、より緩く結びついた大気を食べ、最終的には黒い穴に激突するまで食いつぶします。2つの中性子星が終わりのない円舞を踊りながら合体すると、静かな湖に投げ込まれた石の波のように、重力波を宇宙空間に送ります。重力波観測所LIGOとVIRGOによる中性子星の衝突の最近の発見により、金や白金などの重元素の起源についてさらに多くの知見が得られるようになりました。

結論

中性子星は、宇宙に関する豊富な知識を提供してくれる魅力的な物体です。超新星爆発での誕生から、信じられないほど密度の高い構造や強力な磁場まで、中性子星は天体物理学者や天文学者を魅了し続けています。中性子星の衝突の最近の発見は、新しい研究の道を開き、宇宙の仕組みについてさらに多くの洞察をもたらすことを約束しています。