Sendu inn spurningu

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!

=

Hvað eru nifteindastjörnur og hvernig uppgötvuðust þær?

Nifteindastjarna er leif af sprengistjörnu en þegar stjarna deyr og þeytir burt sínum ytri lögum getur leifin fallið í einn af þremur eftirfarandi flokkum:

Leif
Massi (sólmassar)
Massi móðurstjörnu
Hvítur dvergur
0,1 - 1,4 Msól
innan við 8 Msól
Nifteindastjarna
1,4 - 3 Msól
8 - 25 Msól
Svarthol
meira en 3 Msól
meira en 25 Msól

Hvers konar furðuverk er nakinn kjarni sólstjörnu sem endað hefur ævi sína? Massi móðurstjörnunnar ræður örlögunum. Hvað gerist ef meiri massa er mokað yfir á hvítan dverg þannig að markmassa Chandrasekhars er náð (1,4 Msól)? Á fjórða áratug síðustu aldar veltu tveir vísindamenn, Svisslendingurinn Fritz Zwicky (1898-1974) og Þjóðverjinn Walter Baade (1893-1960), fyrir sér hvort svo hrikalegan þrýsting væri einhvers staðar að finna í náttúrunni að frumeindir féllu saman í kjarneindir.

Frumeindir eru að mestu tómarúm, rafeindir sem hringsóla umhverfis kjarna úr róteindum og nifteindum. Sé þjöppun efnisins nægileg getur rafeind sameinast róteind og myndað nifteind og fiseind. Nifteindir, þétt upp við hver aðra veita þrýsting sem ætti að geta haldið uppi á móti gríðarsterkum þyngdarkrafti og leyft enn eðlisþyngri hnött en hvítan dverg. Slíkir nifteindaklumpar eru kallaðir nifteindastjörnur.

Bandaríski eðlisfræðingurinn J. Robert Oppenheimer (1904-1967) og félagar reiknuðu síðar út að jafnvel nifteindirnar gætu ekki haldið uppi endalausum massa og spáðu þannig fyrir um tilvist svarthola. Vísindasamfélagið tók þessum hugmyndum ekki alvarlega og áttu menn bágt með að trúa því að slík eðlisfræðileg skrímsli fyrirfyndust í náttúrunni. Það var ekki fyrr en löngu síðar að menn þurftu að grafa upp hugmyndir þeirra Zwicky og Baade.

Nifteindastjarna er leif af sprengistjörnu. Myndin sýnir nifteindastjörnu í Krabbaþokunni.

Uppgötvun

Árið 1967 fann ungur framhaldsnemi í stjarneðlisfræði, hin breska Jocelyn Bell (f. 1943), einkennileg útvarpsmerki utan úr geimnum. Útvarpsmerkin komu með reglulegu 1,3373011 sekúndna millibili. Ekkert þessu líkt hafði fundist áður og þegar merkin héldu áfram að berast með sama millibili svo mánuðum skipti var ljóst að þarna var eitthvað sérkennilegt á ferð. Í kjölfarið fundust fleiri uppsprettur í geimnum sem tifuðu mjög reglubundið og hlutu því nafnið tifstjörnur (e. pulsar). Hvað var það sem tifaði?

Stjörnufræðingar fóru yfir allan listann af þekktum fyrirbærum sem gætu útskýrt tifstjörnur. Einhver stakk upp á útgeislunarstrókum hvítra dverga sem snerust hratt. En vandamálið var að hvítur dvergur sem snerist heilan hring á einni sekúndu myndi rifna í sundur vegna miðflóttakrafta. Tifstjarnan sem fannst í miðri Krabbaþokunni í Nautinu með 0,033 sekúndna snúningstíma myndi tætast í sundur um leið ef um hvítan dverg væri að ræða. Hvítir dvergar voru alltof stórir til að geta snúist 30 hringi á sekúndu!

Eitthvað miklu minna og þyngra en hvítur dvergur var þarna að verki. Þekkt var að Chandrasekhar-mörkin, 1,4 Msól er hámarksmassi hvítra dverga. Talið var að massamestu stjörnurnar næðu einhvern veginn að kasta frá sér öllum aukalegum massa sem kæmi í veg fyrir að farið væri yfir Chandrashekhar-mörkin.

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.

Útgáfudagur

28.12.2016

Spyrjandi

Ingveldur Þóra Samúelsdóttir, f. 2002

Höfundur

Kári Helgason

framhaldsnemi í stjarneðlisfræði við Maryland-háskóla

Tilvísun

Kári Helgason. „Hvað eru nifteindastjörnur og hvernig uppgötvuðust þær?“ Vísindavefurinn, 28. desember 2016. Sótt 20. september 2017. http://visindavefur.is/svar.php?id=73110.

Kári Helgason. (2016, 28. desember). Hvað eru nifteindastjörnur og hvernig uppgötvuðust þær? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=73110

Kári Helgason. „Hvað eru nifteindastjörnur og hvernig uppgötvuðust þær?“ Vísindavefurinn. 28. des. 2016. Vefsíða. 20. sep. 2017. <http://visindavefur.is/svar.php?id=73110>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Kjarnorka

Kjarnorka er langöflugasta náttúrulega orkulindin sem til er. Hún á upptök sín í atómkjörnunum. Kjarnorka sólarinnar gerir líf á jörðinni mögulegt. Menn hafa nýtt kjarnorku á ýmsa vegu. Í kjarnorkuverum er keðjuverkandi kjarnaklofnun notuð til að framleiða gufu sem er síðan látin knýja hverfla til rafmagnsframleiðslu. Kjarnorka verður annars vegar til við klofnun þyngstu atómkjarna og hins vegar við samruna léttustu kjarnanna.