Ogni stella è il risultato di un atto di bilanciamento gigantesco. Gravità tira dentro, e qualcos'altro spinge fuori. Il "qualcos'altro" cambia a seconda della massa e l'età della stella. Il sole, ad esempio, è in una battaglia costante. Pressione interna da un mare di idrogeno ed elio spinge verso l'esterno contro la pressione gravitazionale creata da una massa 330.000 volte della terra. In caso di variazioni, lo spostamento di forze d'equilibratura e la stella evolve, forse ponendo fine alla sua vita come una stella di neutroni.
Passaggi di meccanica quantistica In
Particelle a loro più piccole scale — cose come gli atomi, elettroni, protoni e neutroni — seguire le regole della meccanica quantistica. Uno di tali norme è chiamato un principio di esclusione. Essenzialmente, è un caso speciale della regola del buon senso che due cose non possono occupare lo stesso spazio nello stesso momento. Tardi nella vita di una stella, quando l'elio nel nucleo è stato sostituito dal carbonio, il nucleo si riduce. A un certo raggio, gli elettroni si rifiuteranno di compattare più, perché, per quanto sono interessati, sarebbe essere che occupano lo stesso spazio come altri elettroni. Si spingono indietro contro la forza di gravità con una forza chiamata pressione degli elettroni degeneri.
Combattere la pressione
Quindi, se pensate di elettroni come piccole palline di polistirolo che circonda il nucleo, quando non c'è posto per un'altra palla di polistirolo a spremere in, il nucleo smetterà di restringimento. Il destino della stella dipende dalla sua massa. Se la massa della stella rimanente è inferiore al limite di Chandrasekhar — circa 1,4 volte più massiccio come il sole — allora che è dove si ferma. La deriva da Elio e idrogeno il carbonio caldo rimane dietro. Si trasforma in una nana bianca calda. Ma prima o poi, si raffredda a un grumo di carbone. Se, tuttavia, la stella è più massiccia di 1,4 volte la massa del sole, vi aspetta un destino diverso.
Andando grande
Le stelle più massicce creano più calore e bruciano il loro combustibile più veloce, creando un mix diverso di atomi, che termina con un nucleo di ferro. Questo è quando la pressione degli elettroni degeneri diventa importante per queste stelle. Ma, se gli elettroni sono come palline di polistirolo, la gravità della stella massiccia è come un peso di 10 tonnellate. La forza gravitazionale è talmente forte che gli elettroni sono stati spiaccicati distanza. Essi non schizzare fuori da nessuna parte; Essi sono spinti così duri giù nei nuclei di ferro che spingono proprio in protoni, cambiare i protoni ai neutroni.
Facendo una spruzzata
Ora è una stella di neutroni. Ma, come se per essere certo tutti conoscono il grande cambiamento, la stella annuncia l'evento. La conversione di tutti quei protoni neutroni è un po' come il crollo di una soda può: si può saltare su di esso più e più volte e non succede nulla, poi inizia e improvvisamente la lattina è piatta. La stessa cosa accade con la conversione a neutroni: una volta avviato si parte per le gare. In meno di un secondo un nucleo di ferro le dimensioni del sole si trasforma in un nucleo solido, super-denso a poche miglia da altra parte. Il resto della stella precipita dopo esso, colpi contro il solid core ed esplode nell'universo in una supernova.
Perché non mantenere in corso?
Quando il nucleo converte in neutroni si restringe a un determinato dalla massa della stella di diametro. La ragione che si ferma a quello raggio va indietro alla meccanica quantistica. Neutroni si comportano allo stesso modo come hanno fatto gli elettroni: essi non possono occupare lo stesso spazio come reciprocamente; così si spingono indietro con qualcosa chiamato pressione di degenerazione di neutroni. Ed ecco perche ' una stella di neutroni non tenere crollando.
A meno che la stella è ancora più massiccia. Se la stella restante ha più di tre volte la massa del sole, quindi si blocca attraverso la degenerazione di neutroni e diventa un buco nero.