The life cycle of a neutron star - David Lunney

Fordító: Zsuzsa Viola Lektor: Reka Czeiner

About once every century,

Úgy százévente

a massive star somewhere in our galaxy

egy hatalmas csillag valahol a galaxisunkban

runs out of fuel.

kifogy az üzemanyagból.

This happens after millions of years of heat and pressure

Ez azután történik, hogy a magas hőmérséklet és nyomás

a csillag hidrogénjét évmilliókon át olyan nehezebb elemekké alakította át,

have fused the star’s hydrogen

into heavier elements like helium, carbon, and nitrogen— all the way to iron.

mint a hélium, a szén és a nitrogén – egészen a vasig.

No longer able to produce sufficient energy to maintain its structure,

Mivel már nem képes elegendő energiát előállítani szerkezetének fenntartásához,

it collapses under its own gravitational pressure and explodes in a supernova.

összeomlik saját gravitációs nyomásától, felrobban, és szupernóva lesz belőle.

The star shoots most of its innards into space,

A csillag anyagának nagy részét az űrbe lövi,

seeding the galaxy with heavy elements.

ellátja a galaxist nehéz elemekkel.

But what this cataclysmic eruption leaves behind might be even more remarkable:

De ami a kataklizma után megmarad, még figyelemre méltóbb lehet:

a ball of matter so dense that atomic electrons

olyan tömör anyaggömb, hogy az elektronok letérnek kvantumpályájukról,

collapse from their quantum orbits into the depths of atomic nuclei.

és az atommagok mélyére kerülnek.

The death of that star is the birth of a neutron star:

A csillag halálából neutroncsillag születik:

one of the densest known objects in the universe,

az egyik legtömörebb ismert objektum a világegyetemben,

and a laboratory for the strange physics of supercondensed matter.

a szuperkondenzált anyag és a különös fizika laboratóriuma.

But what is a neutron star?

De mi is az a neutroncsillag?

Think of a compact ball inside of which protons and electrons fuse into neutrons

Gondoljon egy kéreggel körülvett kompakt gömbre,

amelynek belsejében a protonok és az elektronok neutronokká egyesülnek,

and form a frictionless liquid called a superfluid—

és súrlódásmentes folyadékot képeznek, amit szuperfolyadéknak hívnak.

surrounded by a crust.

This material is incredibly dense –

Ez az anyag hihetetlenül sűrű –

the equivalent of the mass of a fully-loaded container ship

megfelel egy teljesen megrakott konténerszállító hajó tömegének

squeezed into a human hair,

emberi hajszálba tömörítve,

or the mass of Mount Everest in a space of a sugar cube.

vagy a Mount Everest tömegének egy kockacukorban.

Deeper in the crust, the neutron superfluid forms different phases

A kéreg mélyén a neutron-szuperfolyadék különböző fázisokat képez,

that physicists call “nuclear pasta,”

amit a fizikusok "nukleáris tésztának" hívnak,

as it’s squeezed from lasagna to spaghetti-like shapes.

mivel lasagna- és spagettiszerű formákat képez.

The massive precursors to neutron stars often spin.

A neutroncsillagok hatalmas elődei gyakran forognak.

When they collapse,

Amikor összeomlanak,

stars that are typically millions of kilometers wide

az általában több millió kilométer széles csillagok

compress down to neutron stars that are only about 25 kilometers across.

egy csak nagyjából 25 kilométer átmérőjű neutroncsillaggá zsugorodnak.

But the original star’s angular momentum is preserved.

De az eredeti csillag szögimpulzusa megmarad.

So for the same reason that a figure skater’s spin accelerates

Tehát azért, amiért egy korcsolyázó pörgése felgyorsul,

when they bring in their arms,

amikor behúzza a karját,

the neutron star spins much more rapidly than its parent.

a neutroncsillag is sokkal gyorsabban forog, mint az elődje.

The fastest neutron star on record rotates over 700 times every second,

A leggyorsabb ismert neutroncsillag másodpercenként több mint 700-szor forog,

which means that a point on its surface whirls through space

ami azt jelenti, hogy felületének egy pontja

a fénysebesség több mint ötödével pörög az űrben.

at more than a fifth of the speed of light.

Neutron stars also have the strongest magnetic field of any known object.

A neutroncsillagok mágneses tere is erősebb bármely ismert objektuménál.

This magnetic concentration forms vortexes

Ez a mágneses koncentráció örvényeket hoz létre,

that radiate beams from the magnetic poles.

amelyek fénynyalábokat sugároznak a mágneses pólusokról.

Since the poles aren’t always aligned with the rotational axis of the star,

Mivel a pólusok nem mindig igazodnak a csillag forgástengelyéhez,

the beams spin like lighthouse beacons,

a fénynyalábok világítótorony-jelzőként forognak,

which appear to blink when viewed from Earth.

melyeket villogásként érzékelünk a Földről.

We call those pulsars.

Pulzároknak hívjuk őket.

The detection of one of these tantalizing flashing signals

Ezek egyikének hívogatóan villogó jeleit észlelte

by astrophysicist Jocelyn Bell in 1967

Jocelyn Bell asztrofizikus 1967-ben,

was in fact the way we indirectly discovered neutron stars

valójában így fedeztük fel legelőször

in the first place.

közvetve a neutroncsillagokat.

An aging neutron star’s furious rotation slows over a period of billions of years

Egy öregedő neutroncsillag őrült forgása évmilliárdok alatt lelassul,

as it radiates away its energy in the form of electromagnetic and gravity waves.

energiáját elektromágneses és gravitációs hullámokban sugározza szét.

But not all neutron stars disappear so quietly.

De nem minden neutroncsillag tűnik el olyan csendesen.

For example, we’ve observed binary systems

Megfigyeltünk pl. bináris rendszereket,

where a neutron star co-orbits another star.

ahol egy neutroncsillag egy másik csillaggal együtt kering.

A neutron star can feed on a lighter companion,

A neutroncsillag anyagot szerezhet egy könnyebb társától,

gorging on its more loosely bound atmosphere

feltöltekezhet annak lazábban kötött légköréből,

before eventually collapsing cataclysmically into a black hole.

mielőtt végül egy kataklizmában egy fekete lyukká omlik össze.

While many stars exist as binary systems,

Míg sok csillag bináris rendszerként létezik,

only a small percentage of those end up as neutron-star binaries,

csak kis százalékuk válik végül neutroncsillag-binárissá,

where two neutron stars circle each other in a waltz doomed to end as a merger.

ahol két neutroncsillag jár keringőt a végső egyesülésig.

When they finally collide, they send gravity waves through space-time

Mikor végül összeütköznek, gravitációs hullámaik téren és időn át terjednek,

like ripples from a stone thrown into a calm lake.

akár egy nyugodt tóba hajított kő keltette fodrozódás.

Einstein’s theory of General Relativity

Einstein általános relativitáselmélete

predicted this phenomenon over 100 years ago, but it wasn't directly verified

már több mint 100 éve leírta ezt a jelenséget,

de csak 2017-ben sikerült közvetlenül igazolni,

until 2017,

when gravitational-wave observatories LIGO and VIRGO

amikor a gravitációs hullámokat kereső LIGO és VIRGO obszervatóriumok

observed a neutron star collision.

neutroncsillag-ütközést figyeltek meg.

Other telescopes picked up a burst of gamma rays and a flash of light,

Más teleszkópok gamma-sugarak kitörését és egy fényvillanást észleltek,

and, later, x-rays and radio signals, all from the same impact.

majd röntgensugarakat és rádiójeleket, mindet ugyanabból az irányból.

That became the most studied event in the history of astronomy.

Ez lett a csillagászat történetében legtöbbet tanulmányozott esemény.

It yielded a treasure trove of data

Adatok gazdag tárházát nyújtotta,

that’s helped pin down the speed of gravity,

ami segített a gravitációs sebesség kidolgozásában,

bolster important theories in astrophysics,

fontos elméleteket erősített meg az asztrofizikában,

and provide evidence for the origin of heavy elements like gold and platinum.

és bizonyítékot szolgáltatott az olyan nehéz elemek eredetére,

mint az arany és a platina.

Neutron stars haven’t given up all their secrets yet.

A neutroncsillagok nem tárták még fel minden titkukat.

LIGO and VIRGO are being upgraded to detect more collisions.

A LIGO-t és a VIRGO-t egyre fejlesztik, hogy további ütközéseket észlelhessenek.

That’ll help us learn what else

Ez segít majd megtudnunk, mi mást mesélhet még nekünk

the spectacular demise of these dense, pulsating, spinning magnets

e sűrű, lüktető, forgó mágnesek látványos pusztulása

can tell us about the universe.

a világegyetemről.