neutroi-izar

1. Astron.

Masa handiko izarren eboluzioaren azken urratsetan agertu ohi den izar-mota, batez ere neutroiz osatua. Oro har, 20 km-ko diametroa dute, eta Eguzkiak baino masa handiagoa; horrenbestez, dentsitatea atomoen nukleoarena baino handiagoa da, eta neutroien presio endekatuari esker eusten diote grabitatearen presioari. Lurretik pulsar gisa behatzen dira batzuk.

Neutroi-izarren egituraren eredu teorikoak oraindik ez datoz bat egituraren xehetasun guztietan, baina nahikoa adostasun dago tamaina, dentsitate eta geruza nagusiei dagokienez
Neutroi-izarren egituraren eredu teorikoak oraindik ez datoz bat egituraren xehetasun guztietan, baina nahikoa adostasun dago tamaina, dentsitate eta geruza nagusiei dagokienez

1. Astron.
Masa handiko izarren eboluzioaren azken urratsetan agertu ohi den izar-mota, batez ere neutroiz osatua. Oro har, 20 km-ko diametroa dute, eta Eguzkiak baino masa handiagoa; horrenbestez, dentsitatea atomoen nukleoarena baino handiagoa da, eta neutroien presio endekatuari esker eusten diote grabitatearen presioari. Lurretik pulsar gisa behatzen dira batzuk.

Neutroi-izarra Edit

Egilea: Jesus Arregi

NEUTROI-IZARRA

Neutroi-izarra grabitatearen eraginez sortutako presio izugarri handiaren ondorioz egoera endekatuan dauden neutroiz, nagusiki, osatutako objektu kosmiko bereziki trinko eta dentsoa da. Oro har, neutroi-izar baten diametroa 20 km ingurukoa da, nahiz 40 km-raino ere irits daitekeen, eta, muga horiei dagozkien bolumenetan, Eguzkiarena halako 2,1 eta 1,4 masa biltzen du, hurrenez hurren. Dentsitatea, bada, 1017 kg/m3 inguru da, hots, atomoaren nukleoarenaren antzekoa.

Aipatutako halako masak sortzen duen grabitate-presioari eusteko mekanismoa Pauliren esklusio-printzipioan oinarritzen den efektu kuantikoa da, endekapen-presioa, alegia; kasu honetan, neutroien endekapen-presioa, noski. Presio hori ez dago tenperaturarekin lotuta, ohiko materiaren egoeren kasuan bezala, materiaren dentsitatearekin baizik. Hori dela eta, neutroi-izarra zenbat eta astunagoa izan, orduan eta tamaina txikiagoa du.

Jakina, dentsitate hori ez da homogeneoa neutroi-izar osoan, eta horrek eredu teorikoak zehazten ahalegintzen diren egitura ematen die astro horiei. Erdigune ingurua, ustez, mesoiz (kaoiak eta pioiak) eta hiperoiz osatuta legoke; nukleo hori eta gainazalaren tarteko geruzak batez ere neutroiz osatuta leudeke, seguru asko, egoera superfluidoan. Neutroi-izarraren tenperatura 106 K ingurukoa izan daitekeela uste bada ere, gainazala egoera solidoan egongo litzateke, kilometro bateko zabalera izango luke, eta bere gaineko aldea kate luzeetan polimerizatutako eta dentsitate itzelezko burdinaz osatuta egongo litzateke. Gainera, uste da metro inguruko atmosfera ere izan dezakeela.

grafikoak1

Neutroi-izarren egituraren eredu teorikoak oraindik ez datoz bat egituraren xehetasun guztietan, baina nahikoa adostasun dago tamaina, dentsitate eta geruza nagusiei dagokienez

Izarrek beren bizitzaren azken urratsera iristean era dezaketen objektuetako bat da neutroi-izarra, betiere supernoba-leherketa baten ondorioz sortua.

Masa oinarrizko parametroa da izarren eboluzioaren ereduak garatzean, baina bereziki erabakigarria da izarrak bizitzaren azken etapara iristen direnean. Izarren masa muga batetik beherakoa bada, bere eboluzioaren azken urratsak erlatiboki lasaiak izaten dira, eta, masaren zati handi bat galdu ondoren, nano zuri deritzon objektu trinkoa eratzen da; nano zuriaren masa Chandrasekharren muga —1,4 aldiz Eguzkiaren masa— baino txikiagoa da, eta, kasu honetan, grabitatearen presioa orekatzen duena elektroien endekapen-presioa da.

Aldiz, izarraren masa Eguzkiarena baino 8-10 aldiz handiagoa eta 15-20 aldiz txikiagoa bada, bizitzaren azken fasean izarrak galtzen duen masa ez da nahikoa geratzen den nukleoa Chandrasekharren mugatik beherakoa izan dadin; orduan, elektroien endekapen-presioa ez da nahikoa grabitatearen konpresioa saihesteko, eta izarra bat-batean kolapsatu egiten da, eta supernoba deritzon leherketa ikaragarria eragiten du. Ondorioz, atomoen elektroiak protoiekin fusionatzen dira, alderantzizko beta desintegrazioari jarraituz, eta neutroiak eta neutrinoak sortzen dira; hala, neutroi-izarra eratzen da. Izarra bakarra denean gertatzen den supernoba II motakoa da; aldiz, izarra sistema bikoitz baten parte bada, izar lagunak materia kendu ohi dio; kasu horretan, supernobaren espektroa ezberdina da, eta Ib ala Ic motakoa izan daiteke, nahiz oinarrian prozesua bera izan. Neutroi-izarren masak ere badu bere goi-muga, Tolman-Oppenheimer-Volkoff muga, gutxi gorabehera Eguzkiaren masaren hirukoitza dena.

Neutroi-izarraren eraketa-prozesuak oso ondorio garrantzitsua dakar berekin. Kolapsatu egiten den izarraren nukleoak ia ez du elkarrekintzarik ingurunearekin, beraz, bere momentu angeluar ia guztia kontserbatzen du. Inertzia-momentua, ordea, izugarri murrizten da, neutroi-izarraren erradioa berau sortu duen gorputzaren zati txiki-txikia baino ez delako. Beraz, biraketa-abiadura hazi egiten da inertzia-momentua txikiagotu den bestean. Emaitza deigarria da, neutroi-izarraren biraketa-abiadura segundoko ehunka bira izan daiteke, beste modu batez esanda, periodoa milisegundo batzuetakoa izan daiteke. Izan ere, azkarrenaren periodoa 1.396 milisegundokoa da, beraz, 716 bira egiten ditu segundo bakoitzean. Beste muturrean, astirotsuenak 4 segundo inguruko periodoak dituzte.

Beste horrenbeste esan dezakegu eremu magnetikoaz. Jatorrizko izarraren fluxu magnetikoa kontserbatu egiten denez, neutroi-izarra sortzerakoan gainazala murriztu egiten da erradioaren arabera, eta, murrizpen hori konpentsatzeko, eremu magnetikoak hazi egin behar du proportzio berean. Ondorioz, bere intentsitatea 108 T (1012 G) arte iristen da (Lurrarena 0,6 G da).

Oso neutroi-izar gutxi dira argi ikusgaian behatutakoak, eta horiek espektroko beste arlo batean ezagutzen ziren aurrez. Arrazoia bistakoa da: nahiz eta gainazalaren tenperatura oso altua izan daitekeen, igorpen-azalera hain da txikia, ezen neutroi-izarren magnitudea 25etik gorakoa izaten baita. Hala ere, lehenengo neutroi-izarra 1967an aurkitu zen, eta, 31 urte geroago, 1.700 inguru ezagutzen dira; baina gehienak pulsar gisa azaltzen direlako detektatu dira. Arazo horri dagokionez, berebiziko garrantzia dute azken aipatu ditugun neutroi-izarren bi berezitasunak: biraketa azkarra eta eremu magnetiko bortitza.

Eremu magnetikoak azeleratu egiten ditu bere eraginpeko zatiki kargadunak, argiaren inguruko abiaduretaraino. Guztiz ezagutzen ez diren mekanismoak direla eta, zatiki horiek irrati-izpi koherenteak (batzuetan, baita X eta gamma izpiak ere) igortzen dituzte polo magnetikoetatik. Ardatz magnetikoak eta biraketa-ardatzak, ordea, ez dute orientazio bera. Horren arrazoia ere oraindik ez da ezagutzen, baina ardatzok angelu bat osatzen dute; hortaz, igorpen horrek kono bat deskribatzen du neutroi-izarrak bira bat betetzen duen bakoitzean. Kanpo-behatzailea kono horretako puntu batean badago, igorpena jasoko du baina era etenean, itsasargi baten argia ikusten den moduan, pultsutan. Horregatik, hain zuzen ere, pulsar (pulsating radio star) izena. Esan beharrik ez dago gorago aipatutako biraketa-periodoen balioak itsasargi-efektu horri esker ezagutzen direla.

grafikoak2

Irudian ikus daitekeen bezala, pulsarrak bere biraketa-ardatz bertikalaren inguruan bira bat egiten duen bakoitzean, ardatz magnetikoaren inguruan sortzen diren irrati-uhinak zeru-esferako eskualde batean zabaltzen dira itsasargi baten argiaren modura

Pulsarren periodoa emeki-emeki luzatuz joaten da. Igorpena biratzen den eremu magnetikoak sortua da eta, beraz, energia biraketa-higidurak emana da. Behatutako gutxipen-tasak birako 10–10 eta 10–21 segundo bitartekoak dira. Horrek pulsarraren adinaren begiespena egitea ahalbidetzen du.

Neutroi-izarren ehuneko txiki bat sistema bikoitzen parte dira, eta ez dute izaten deskribatu berri dugun jokaera. Kasu horietan, neutroi-izarrak lagunaren materia jasotzen du, eta akrezio-disko bat eratzen du inguruan. Eremu magnetiko bortitzak disko hori hautsi egiten du, eta materia abiadura oso handian erortzen da eremu magnetikoaren poloetatik, X eta gamma izpiak igorriz, neutroi-izarrera. Pulsar horien biraketa-periodoa aldakorra izaten da, erortzen den materiak neutroi-izarraren momentu angeluarra alda dezakeelako.