Nøytronstjerner, pulsarer og magnetarer

Når fusjonsprossen slutter i superkjemper har de en enormt sterk gravitasjon som ikke lenger holdes i sjakk av strålingsenergi fra fusjon. Her klarer gravitasjonen å overvinne selv den sterke frastøtingskraften elektronene har og kjernen får stor energi at elektronene i stjernens jernkjerne presses sammen med protonene slik at de danner nøytroner. Denne prosessen sender sjokkbølger ut mot overflaten som samtidig trekkes raskt inn mot kjernen og vi får en supernova. Nøytroner har en veldig stor frastøtningsenergi i seg. Har disse stjernerestene etter et supernovautbrudd igjen en masse på mellom 1,38 og 3 solmasser, vil disse store stjernene ende opp som små superkompakte nøytronstjerner.

Som nevnt tidligere er ikke en nøytronstjerne egentlig en stjerne, men endetilstanden til en tidligere stjerne. Vi snakker her om objekt med en masse 1,5 ganger større enn sola presset sammen til en størrelse som Manhattan i USA. En teskje av dette stoffet vil veie en milliard tonn på jorden! Vi vet ikke hvordan kjernene i disse ekstremt kompakte stjernerestene er. De fleste tror det kanskje er frie kvarker inni kjernen, men en del antar det er eksotiske partikler som pioner der.

En del nøytronstjernene er hva vi kaller pulsarer. Den første ble observert i 1967 og i dag har vi funnet flere hundre. Det antas nå at alle «unge» nøytronstjerner har et sterkt roterende magnetfelt. Nøytronstjernene kan rotere rundt seg selv 1000 ganger i sekundet! Til sammenligning roterer sola rundt seg selv ca en gang i måneden. Det er faktisk denne spinnen som først gjorde at vi oppdaget nøytronstjerner. De har et kraftig magnetfelt som holder i sjakk elektroner som kastes rundt og rundt med stjernas omdreining og altså fungerer som et fyrtårn. Dette kaller vi pulsarer og vi kan bare se dem når elektronstrålen er rettet mot oss. Etter hvert vil frekvensen gradvis reduseres. Partikler følger dette magnetfeltet og vi kan få jetstrømmer som skyter ut materie og stråling i enorme hastigheter.

Magnetarer er spesielle nøytronstjerner som har et ekstremt kraftig magnetfelt på rundt 100 milliarder tesla. Dette er tusen ganger sterkere enn de kraftige magnetfeltene vi finner til en vanlig nøytronstjerne. De er rundt 2 km i diameter og har en rask rotasjon på 500-1000 ganger i sekundet. Det voldsomme magnetfeltet vrenger selve molekylene og fører til solskjelv. Magnetarene kan slynge ut veldig kraftig gammastråling. De har bare en levetid på 10.000 år før den voldsomme gammastrålingen og magnetismen avtar. Man antar at en av ti supernovaer ender som magnetarer. Selv en magnetar 10 lysår unna jorda vil kunne skade ozonlaget vårt. Hadde vi vært 1000 km unna en magnetar ville den ha revet oss i filler på grunn av magnetismens påvirkning på vannet i kroppen vår!

For de største kjempene venter en enda mer spesiell skjebne. De har så stor restmasse etter supernovaeksplosjonen at selv ikke nøytronene klarer å stå imot gravitasjonskreftene. Stjernen kollapser da til et svart hull. Disse kommer vi mer tilbake til i neste artikkel.

Om to nøytronstjerner kretser for tett på hverandre så vil de kretse med en økende hastighet rundt hverandre. Når de krasjer vil de nesten bevege seg med lysets hastighet. Selve kollisjonen vil bare være et brøkdels sekund og det vil da frigis mer energi enn sola vår produserer i hele sin levetid.