Bintang neutron

Bintang neutron adalah inti bintang yang telah runtuh dari sebuah bintang super raksasa masif, yang memiliki massa total antara 10 hingga 25 massa matahari, namun massanya bisa lebih jika bintang tersebut kaya akan logam.^[1] Bintang neutron adalah objek bintang terkecil dan terpadat di alam semesta, tidak termasuk lubang hitam, lubang putih hipotetis, bintang quark, dan Strange star.^[2] Bintang neutron memiliki radius sekitar 10 kilometer (6,2 mil) dan bermassa sekitar 1,4 massa Matahari.^[3] Bintang neutron terbentuk dari ledakan supernova dari bintang masif, dikombinasikan dengan keruntuhan gravitasi, yang memampatkan inti melewati kerapatan bintang katai putih ke inti atom.

Setelah terbentuk, bintang neutron tidak lagi aktif menghasilkan panas atau energi, dan mendingin seiring waktu; Namun, bintang neutron mungkin masih bisa berkembang lebih jauh melalui tabrakan atau akresi. Sebagian besar model dasar ilmiah menteorikan bahwa hampir seluruh bintang neutron terdiri dari partikel neutron (partikel subatomik tanpa muatan listrik netto dan dengan massa yang sedikit lebih besar dari proton); elektron dan proton yang ada dalam materi normal dapat bergabung dan membentuk neutron pada kondisi bintang neutron. Sebagian massa bintang neutron ditahan oleh tekanan degenerasi neutron untuk mencegah keruntuhan lebih lanjut, sebuah fenomena yang hanya dapat dijelaskan oleh prinsip pengecualian Pauli, seperti halnya katai putih yang dari keruntuhannya sendiri ditahan oleh tekanan degenerasi elektron. Tetapi, tekanan degenerasi neutron tidak cukup untuk menahan objek dengan massa di atas 0,7 M_☉^[4][5] dan gaya nuklir repulsif-nya memainkan peran yang lebih besar dalam menahan massa bintang neutron yang jauh lebih masif.^[6][7] Jika sisa bintang memiliki massa melebihi batas Tolman–Oppenheimer–Volkoff sekitar 2 kali massa matahari, kombinasi tekanan degenerasi dan gaya repulsif nuklirnya tidak cukup untuk menahan massa bintang neutron dan kemudian runtuh menjadi lubang hitam.

Bintang neutron yang diamati umumnya memiliki suhu yang sangat panas, yakni memiliki suhu permukaan sekitar 600.000 K.^{[8][9][10][11]} Mereka sangat padat sehingga kotak korek api berukuran normal yang berisi bahan bintang neutron pun akan memiliki berat sekitar 3 miliar ton (berat yang sama dengan bongkahan 0,5 kilometer kubik bumi/ kubus dengan tepi sekitar 800 meter) dari permukaan bumi.^[12][13] Medan magnet Bintang neutron berkekuatan antara 10⁸ - 10¹⁵ (100 juta hingga 1 kuadriliun) kali lebih kuat dari medan magnet Bumi. Medan gravitasi di permukaan bintang ini adalah sekitar 2 × 10¹¹ (200 miliar) kali lebih kuat dari medan gravitasi bumi.

Saat inti bintang runtuh, laju rotasi intinya meningkat sebagai akibat dari kekekalan momentum sudut, dan bintang neutron yang baru terbentuk akan memiliki putaran hingga beberapa ratus kali per detik. Beberapa bintang neutron memancarkan berkas radiasi elektromagnetik yang membuatnya dapat dideteksi sebagai pulsar. Memang penemuan pulsar oleh Jocelyn Bell Burnell dan Antony Hewish pada tahun 1967 adalah saran pengamatan pertama bahwa bintang neutron memang benar ada. Radiasi dari pulsar diperkirakan dipancarkan dari daerah dekat kutub magnet Bintang neutron. Jika kutub magnet tidak bertepatan dengan sumbu rotasi bintang neutron, pancaran pancarannya akan menyapu langit, dan bila dilihat dari kejauhan, jika pengamat berada di suatu tempat di jalur pancarannya, maka akan terlihat sebagai pulsa radiasi yang muncul dari titik tetap di ruang angkasa (yang disebut "efek mercusuar"). Bintang neutron dengan putaran tercepat yang diketahui adalah PSR J1748-2446ad, berputar dengan kecepatan 716 kali per detik^[14] atau 43.000 putaran per menit, yang memberikan kecepatan linier di permukaan dengan urutan 0,24 c (yaitu, hampir seperempat kecepatan cahaya).

Diperkirakan terdapat sekitar satu miliar bintang neutron di Bima Sakti,^[15] dan setidaknya beberapa ratus juta, angka tersebut diperoleh dengan memperkirakan berapa jumlah bintang yang telah mengalami ledakan supernova di Bima Sakti.^[16] Namun, sebagian besar bintang neutron sudah tua dan dingin serta sangat sedikit pancarannya; kebanyakan bintang neutron yang telah terdeteksi terjadi hanya dalam situasi tertentu di mana mereka meradiasikan, seperti jika mereka adalah pulsar atau bagian dari sistem biner. Bintang-bintang neutron yang berotasi lambat dan non-akresi hampir tidak dapat dideteksi; namun, sejak deteksi Teleskop Luar Angkasa Hubble RX J185635−3754, beberapa bintang neutron terdekat yang tampaknya hanya memancarkan radiasi termal telah terdeteksi. Repeater gamma lembut diduga berasal dari jenis bintang neutron dengan medan magnet yang sangat kuat, yang disebut magnetar, arau bintang neutron dengan bentuk cakram fosil di sekelilingnya.^[17]

Bintang neutron dalam sistem biner dapat mengalami Akresi yang biasanya membuat sistemnya menjadi lebih terang dalam sinar-X sementara materi yang jatuh ke bintang neutron dapat membentuk titik panas yang berputar masuk dan keluar dari pandangan dalam sistem pulsar sinar-X yang teridentifikasi. Selain itu, akresi tersebut dapat "Memperbaiki ulang" pulsar tua dan berpotensi menyebabkannya memperoleh massa baru dan membuatnya berputar lebih cepat hingga kecepatan rotasi yang sangat cepat, yang akhirnya membentuk objek yang disebut pulsar milidetik. Sistem biner ini akan terus mendekati satu sama lain, dan pada akhirnya menabrak satu sama lain yang dapat menjadi objek kompak seperti katai putih atau bintang neutron itu sendiri, meskipun kemungkinan lain termasuk penghancuran total pasangan tersebut melalui ablasi atau bergabung. Penggabungan bintang-bintang neutron biner mungkin menjadi sumber semburan sinar gamma berdurasi pendek dan kemungkinan besar merupakan sumber gelombang gravitasi terkuat. Pada tahun 2017, sebuah gelombang gravitasi berhasil di deteksi secara langsung (GW170817),^[18] dan gelombang gravitasi lainnya juga telah terdeteksi secara tidak langsung dalam sistem di mana dua bintang neutron mengorbit satu sama lain.

1. ^ Heger, A.; Fryer, C. L.; Woosley, S. E.; Langer, N.; Hartmann, D. H. (2003-07). "How Massive Single Stars End Their Life". The Astrophysical Journal. 591 (1): 288–300. doi:10.1086/375341. ISSN 0004-637X.  Periksa nilai tanggal di: |date= (bantuan)
2. ^ Glendenning, Norman K. (1997). Compact stars : nuclear physics, particle physics, and general relativity. New York: Springer. ISBN 978-1-4684-0491-3. OCLC 682009151. 
3. ^ Seeds, Michael A. (2010). Astronomy : the solar system and beyond. Backman, Dana E. (edisi ke-6th ed.). Belmont, CA: Brooks/Cole, Cengage Learning. ISBN 978-0-495-56203-0. OCLC 237881345. Pemeliharaan CS1: Teks tambahan (link)
4. ^ Tolman, Richard C. (1939-02-15). "Static Solutions of Einstein's Field Equations for Spheres of Fluid". Physical Review. 55 (4): 364–373. doi:10.1103/physrev.55.364. ISSN 0031-899X. 
5. ^ Oppenheimer, J. R.; Volkoff, G. M. (1939-02-15). "On Massive Neutron Cores". Physical Review. 55 (4): 374–381. doi:10.1103/physrev.55.374. ISSN 0031-899X. 
6. ^ Maggiore, Michele (2018-05-24). "Neutron stars". Oxford Scholarship Online. doi:10.1093/oso/9780198570899.003.0002. 
7. ^ Douchin, F.; Haensel, P. (2001-12). "A unified equation of state of dense matter and neutron star structure". Astronomy & Astrophysics. 380 (1): 151–167. doi:10.1051/0004-6361:20011402. ISSN 0004-6361.  Periksa nilai tanggal di: |date= (bantuan)
8. ^ Kızıltan, Bülent; Göğüş, Ersin; Ertan, Ünal; Belloni, Tomaso (2011). "Reassessing The Fundamentals New Constraints on the Evolution, Ages and Masses of Neutron Stars". AIP. doi:10.1063/1.3629483. 
9. ^ www3.mpifr-bonn.mpg.de http://www3.mpifr-bonn.mpg.de/staff/pfreire/NS_masses.html. Diakses tanggal 2020-08-22.  Tidak memiliki atau tanpa |title= (bantuan)
10. ^ Tao, Wei-Kuo (2014-05-19). "Parameterizations of Cloud Microphysics and Indirect Aerosol Effects". 
11. ^ Haensel, Paweł. (2007). Neutron stars. 1, Equation of state and structure. Potekhin, A. Y., Yakovlev, D. G. New York: Springer. ISBN 978-0-387-47301-7. OCLC 232363234. 
12. ^ "Tour the ASM Sky". heasarc.gsfc.nasa.gov. Diakses tanggal 2020-08-22. 
13. ^ Coffey, Jerry (2009-03-10). "Density of the Earth". Universe Today (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-08-22. 
14. ^ Hessels, J. W. T. (2006-03-31). "A Radio Pulsar Spinning at 716 Hz". Science. 311 (5769): 1901–1904. doi:10.1126/science.1123430. ISSN 0036-8075. 
15. ^ "NASA - Neutron Stars". www.nasa.gov (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2020-08-22. 
16. ^ Black Holes, White Dwarfs, and Neutron Stars. Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH. hlm. 1–16. ISBN 978-3-527-61766-1. 
17. ^ Zhang, Bing; Xu, R. X.; Qiao, G. J. (2000-12-20). "Nature and Nurture: a Model for Soft Gamma-Ray Repeaters". The Astrophysical Journal. 545 (2): L127–L130. doi:10.1086/317889. ISSN 0004-637X. 
18. ^ Cook, Beverly B. (2000-02). Adams, Annette Abbott (1877-1956), lawyer and judge. American National Biography Online. Oxford University Press.  Periksa nilai tanggal di: |date= (bantuan)