Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:40 • sest 21:16 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 15:13 • Sest 05:59 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 03:57 • Síðdegis: 16:31 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:23 • Síðdegis: 22:34 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Stjarnvísindi: alheimurinn
Náttúruvísindi og verkfræði Stjarnvísindi: almennt

Verða allar nifteindastjörnur að tifstjörnum eða eru einhver skilyrði?

Kári Helgason

Áður hefur verið fjallað um nifteindastjörnur í svörum sama höfundar við spurningunum:

Það er viðtekin hugmynd að svonefndar tifstjörnur (e. pulsar) séu í raun nifteindastjörnur sem snúast líkt og þeytivindur. Nifteindastjörnur snúast hratt smæðar sinnar vegna en þær eru aðeins um 10 km í þvermál. Þetta er afleiðing varðveislu hverfiþungans. Skautadansmær getur snúið sér hraðar með því að draga til sín hendurnar. Það sama á við um stjörnurnar. Þegar stór stjarna sem snýst hægt og rólega er skyndilega minnkuð eykst snúningshraðinn gríðarlega. Ef við smækkuðum sólina niður í stærð nifteindastjörnu myndi snúningshraði hennar aukast úr tæplega 27 dögum í 1000 snúninga á sekúndu! Vegna þess hve gífurlega þéttar (litlar og þungar) nifteindastjörnur eru, rifna þær ekki í sundur við snúninginn.

Tifstjörnum er oft líkt við vita. Þegar vitinn snýst geislar hann ljósi út í myrkrið. Ef við stöndum í vegi fyrir ljósinu verðum við fyrir blikki frá vitanum við hvern snúning. Það er þó í raun ekkert sem tifar í tifstjörnum. Útgeislunin er samfelld allan tímann.

Segulsviðið varðveitist einnig líkt og hverfiþunginn. Segulsvið sólstjörnu er nokkuð lítið og flæðir jafnt í gegnum yfirborð stjörnunnar. Þegar stjarnan snarminnkar í nifteindastjörnu er miklu minna yfirborð fyrir segulsviðið að flæða í gegnum. Ef stjarna fellur saman í nifteindastjörnu verður yfirborðið 10 milljörðum sinnum minna og styrkur segulsviðsins eykst um slíkt hið sama! Með öðrum orðum, þegar stjarna fellur saman í nifteindastjörnu þá:
  • Varðveitist hverfiþunginn → snýst hraðar.
  • Varðveitist segulflæðið á yfirborðinu → sterkt segulsvið.

Dæmigert segulsvið nifteindastjörnu er af stærðargráðunni 1 trilljón Gauss (1012 Gauss), til samanburðar er segulsviðsstyrkur á yfirborði jarðar minni en 1 Gauss! Geysisterkt segulsvið nifteindastjörnu gerir henni kleift að geisla frá sér orkustrókum eftir segulpólum sínum. Þessa geislun getum við greint með útvarpssjónaukum.

Ástæðan fyrir tifinu er sú að segulsviðsásinn og snúningsásinn eru ósamsíða og halla með tilliti til hvors annars. Á jörðinni er landfræðileg norðurátt ekki alveg sú sama og segulnorður sem áttavitar sýna. Samspil snúningsins og segulsviðsins gera það að verkum að hluti orkunnar fer í að mynda rafeindir (e-) og jáeindir (e+) sem aftur mynda geislun á formi útvarpsbylgna. Þessi geislun skýst út í strókum eftir segulásnum (norður- og suðurpól). Sé jörðin innan strókastefnunnar berast okkur tifmerki, eitt tif fyrir hvern hring sem nifteindastjarnan snýst. Af þessu má álykta einfalda þumalputtareglu: Allar tifstjörnur eru nifteindastjörnur. Ekki allar nifteindastjörnur eru tifstjörnur. Beinist strókar nifteindastjörnu ekki í átt að jörðinni greinum við ekkert tif og þá kallast stjarnan ekki tifstjarna.

Tifstjörnum er oft líkt við vita. Þegar vitinn snýst geislar hann ljósi út í myrkrið. Ef við stöndum í vegi fyrir ljósinu verðum við fyrir blikki frá vitanum við hvern snúning. Það er þó í raun ekkert sem tifar í tifstjörnum. Útgeislunin er samfelld allan tímann.

Allar tifstjörnur eru nifteindastjörnur en ekki allar nifteindastjörnur eru tifstjörnur. Beinist strókar nifteindastjörnu ekki í átt að jörðinni greinum við ekkert tif og þá kallast stjarnan ekki tifstjarna. Myndin sýnir nifteindastjörnuna B1509.

Frá árinu 1968 hafa yfir 1300 tifstjörnur fundist en talið er að um 100.000 slíkar geti leynst í Vetrarbrautinni okkar. Tiftími þeirra er frá 8,5 sekúndum (hægustu) niður í 0,00156 sekúndur (hröðustu).

Merkilegt er að gera sér í hugarlund hversu hrikaleg skrímsli þetta eru. Snúningstíminn er slíkur að hann jafngildir því að hlaupa kringum alla Reykjavík á innan við sekúndu. Hraðasta þekkta tilfstjarnan er PSR B1937+21. Frá henni berast 642 tif á sekúndu sem svarar til þess að yfirborðið fer með um 15% af ljóshraðanum. Nær öll önnur fyrirbæri en nifteindastjörnur mundu rifna í sundur við slíkan snúningshraða. Það er því augljóst að nifteindastjörnur eru ein þéttustu fyrirbæri alheimsins.

Heimildir:
  • Carroll, Bradley og Ostlie, Dale. 1996. An Introduction to Modern Astrophysics. Addison Wesley, New York.
  • Freedman, Roger og Kaufmann, William. 2004. Universe, 7. útgáfa. W. H. Freeman, New York.
  • Sigmundsson, Vilhelm S. 2007. Nútíma stjörnufræði. Vilhelm S. Sigmundsson.
  • Christensen-Dalsgaard, J. 2006. Stellar Structure and Evolution, 6. útgáfa, 3. prentun.

Mynd:

Þetta svar er hluti af lengri umfjöllun um nifteindastjörnur á Stjörnufræðivefnum og birt með góðfúslegu leyfi. Áhugasamir eru hvattir til að kynna sér þá umfjöllun í heild sinni.

Höfundur

Kári Helgason

Kári Helgason

doktor í stjarneðlisfræði

Útgáfudagur

2.1.2017

Spyrjandi

Wing Kit Yu, Ingveldur Þóra Samúelsdóttir, f. 2002

Efnisorð

Tilvísun

Kári Helgason. „Verða allar nifteindastjörnur að tifstjörnum eða eru einhver skilyrði?“ Vísindavefurinn, 2. janúar 2017. Sótt 19. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=16088.

Kári Helgason. (2017, 2. janúar). Verða allar nifteindastjörnur að tifstjörnum eða eru einhver skilyrði? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=16088

Kári Helgason. „Verða allar nifteindastjörnur að tifstjörnum eða eru einhver skilyrði?“ Vísindavefurinn. 2. jan. 2017. Vefsíða. 19. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=16088>.

Chicago | APA | MLA

Tengd svör

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Verða allar nifteindastjörnur að tifstjörnum eða eru einhver skilyrði?
Áður hefur verið fjallað um nifteindastjörnur í svörum sama höfundar við spurningunum:

Það er viðtekin hugmynd að svonefndar tifstjörnur (e. pulsar) séu í raun nifteindastjörnur sem snúast líkt og þeytivindur. Nifteindastjörnur snúast hratt smæðar sinnar vegna en þær eru aðeins um 10 km í þvermál. Þetta er afleiðing varðveislu hverfiþungans. Skautadansmær getur snúið sér hraðar með því að draga til sín hendurnar. Það sama á við um stjörnurnar. Þegar stór stjarna sem snýst hægt og rólega er skyndilega minnkuð eykst snúningshraðinn gríðarlega. Ef við smækkuðum sólina niður í stærð nifteindastjörnu myndi snúningshraði hennar aukast úr tæplega 27 dögum í 1000 snúninga á sekúndu! Vegna þess hve gífurlega þéttar (litlar og þungar) nifteindastjörnur eru, rifna þær ekki í sundur við snúninginn.

Tifstjörnum er oft líkt við vita. Þegar vitinn snýst geislar hann ljósi út í myrkrið. Ef við stöndum í vegi fyrir ljósinu verðum við fyrir blikki frá vitanum við hvern snúning. Það er þó í raun ekkert sem tifar í tifstjörnum. Útgeislunin er samfelld allan tímann.

Segulsviðið varðveitist einnig líkt og hverfiþunginn. Segulsvið sólstjörnu er nokkuð lítið og flæðir jafnt í gegnum yfirborð stjörnunnar. Þegar stjarnan snarminnkar í nifteindastjörnu er miklu minna yfirborð fyrir segulsviðið að flæða í gegnum. Ef stjarna fellur saman í nifteindastjörnu verður yfirborðið 10 milljörðum sinnum minna og styrkur segulsviðsins eykst um slíkt hið sama! Með öðrum orðum, þegar stjarna fellur saman í nifteindastjörnu þá:
  • Varðveitist hverfiþunginn → snýst hraðar.
  • Varðveitist segulflæðið á yfirborðinu → sterkt segulsvið.

Dæmigert segulsvið nifteindastjörnu er af stærðargráðunni 1 trilljón Gauss (1012 Gauss), til samanburðar er segulsviðsstyrkur á yfirborði jarðar minni en 1 Gauss! Geysisterkt segulsvið nifteindastjörnu gerir henni kleift að geisla frá sér orkustrókum eftir segulpólum sínum. Þessa geislun getum við greint með útvarpssjónaukum.

Ástæðan fyrir tifinu er sú að segulsviðsásinn og snúningsásinn eru ósamsíða og halla með tilliti til hvors annars. Á jörðinni er landfræðileg norðurátt ekki alveg sú sama og segulnorður sem áttavitar sýna. Samspil snúningsins og segulsviðsins gera það að verkum að hluti orkunnar fer í að mynda rafeindir (e-) og jáeindir (e+) sem aftur mynda geislun á formi útvarpsbylgna. Þessi geislun skýst út í strókum eftir segulásnum (norður- og suðurpól). Sé jörðin innan strókastefnunnar berast okkur tifmerki, eitt tif fyrir hvern hring sem nifteindastjarnan snýst. Af þessu má álykta einfalda þumalputtareglu: Allar tifstjörnur eru nifteindastjörnur. Ekki allar nifteindastjörnur eru tifstjörnur. Beinist strókar nifteindastjörnu ekki í átt að jörðinni greinum við ekkert tif og þá kallast stjarnan ekki tifstjarna.

Tifstjörnum er oft líkt við vita. Þegar vitinn snýst geislar hann ljósi út í myrkrið. Ef við stöndum í vegi fyrir ljósinu verðum við fyrir blikki frá vitanum við hvern snúning. Það er þó í raun ekkert sem tifar í tifstjörnum. Útgeislunin er samfelld allan tímann.

Allar tifstjörnur eru nifteindastjörnur en ekki allar nifteindastjörnur eru tifstjörnur. Beinist strókar nifteindastjörnu ekki í átt að jörðinni greinum við ekkert tif og þá kallast stjarnan ekki tifstjarna. Myndin sýnir nifteindastjörnuna B1509.

Frá árinu 1968 hafa yfir 1300 tifstjörnur fundist en talið er að um 100.000 slíkar geti leynst í Vetrarbrautinni okkar. Tiftími þeirra er frá 8,5 sekúndum (hægustu) niður í 0,00156 sekúndur (hröðustu).

Merkilegt er að gera sér í hugarlund hversu hrikaleg skrímsli þetta eru. Snúningstíminn er slíkur að hann jafngildir því að hlaupa kringum alla Reykjavík á innan við sekúndu. Hraðasta þekkta tilfstjarnan er PSR B1937+21. Frá henni berast 642 tif á sekúndu sem svarar til þess að yfirborðið fer með um 15% af ljóshraðanum. Nær öll önnur fyrirbæri en nifteindastjörnur mundu rifna í sundur við slíkan snúningshraða. Það er því augljóst að nifteindastjörnur eru ein þéttustu fyrirbæri alheimsins.

Heimildir:
  • Carroll, Bradley og Ostlie, Dale. 1996. An Introduction to Modern Astrophysics. Addison Wesley, New York.
  • Freedman, Roger og Kaufmann, William. 2004. Universe, 7. útgáfa. W. H. Freeman, New York.
  • Sigmundsson, Vilhelm S. 2007. Nútíma stjörnufræði. Vilhelm S. Sigmundsson.
  • Christensen-Dalsgaard, J. 2006. Stellar Structure and Evolution, 6. útgáfa, 3. prentun.

Mynd:

Þetta svar er hluti af lengri umfjöllun um nifteindastjörnur á Stjörnufræðivefnum og birt með góðfúslegu leyfi. Áhugasamir eru hvattir til að kynna sér þá umfjöllun í heild sinni.

...