The life cycle of a neutron star - David Lunney

Tłumaczenie: Marta Konieczna Korekta: Agnieszka Fijałkowska

About once every century,

Średnio raz na każde stulecie,

a massive star somewhere in our galaxy

gdzieś w naszej galaktyce ogromna gwiazda

runs out of fuel.

wyczerpuje swoje paliwo.

This happens after millions of years of heat and pressure

Dzieje się to po milionach lat ciepła i ciśnienia

have fused the star’s hydrogen

przekształcającego wodór gwiazdy

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

w cięższe elementy, jak hel, węgiel i azot, aż do żelaza.

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

Nie mogąc dalej produkować tyle energii, by utrzymać swoją strukturę,

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

gwiazda zapada się pod wpływem własnej grawitacji, eksplodując w supernową.

The star shoots most of its innards into space,

Wyrzuca większość swojego wnętrza w przestrzeń,

seeding the galaxy with heavy elements.

zasiewając galaktykę ciężkimi pierwiastkami.

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

To, co pozostaje po tej gwałtownej eksplozji, jest nawet bardziej niezwykłe:

a ball of matter so dense that atomic electrons

kula materii tak gęstej, że elektrony atomowe

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

zapadają się ze swoich orbit w głąb jądra atomowego.

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

Śmierć gwiazdy to narodziny gwiazdy neutronowej,

one of the densest known objects in the universe,

jednego z najgęstszych obiektów we wszechświecie

and a laboratory for the strange physics of supercondensed matter.

i miejsca dziwnych procesów fizycznych zachodzących w super gęstej materii.

But what is a neutron star?

Czym jest gwiazda neutronowa?

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

Wyobraź sobie kulkę, której protony i elektrony łączą się w neutrony

and form a frictionless liquid called a superfluid—

i tworzą beztarciowy płyn nazywany nadcieczą

surrounded by a crust.

i otoczony powłoką.

This material is incredibly dense –

Ten płyn jest niesamowicie gęsty.

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

Jest równy masie całkowicie załadowanego kontenerowca

squeezed into a human hair,

ściśniętego w ludzki włos

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

albo masie Mount Everestu zmieszczonej w kostce cukru.

Deeper in the crust, the neutron superfluid forms different phases

Głębiej pod powłoką, neutronowa nadciecz przyjmuje różne stany skupienia,

that physicists call “nuclear pasta,”

nazywane "nuklearnym makaronem",

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

bo przybiera kształty podobne do lazanii lub spaghetti.

The massive precursors to neutron stars often spin.

Masywni poprzednicy gwiazd neutronowych często się obracają.

When they collapse,

Zapadając się,

stars that are typically millions of kilometers wide

gwiazdy, których promienie mają miliony kilometrów,

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

zostają ściśnięte do gwiazdy neutronowej o wielkości około 25 kilometrów.

But the original star’s angular momentum is preserved.

Tymczasem moment pędu pierwotnej gwiazdy pozostaje niezmienny.

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

Z tego samego powodu, dla którego łyżwiarka przyśpiesza,

when they bring in their arms,

składając ręce przy piruecie,

the neutron star spins much more rapidly than its parent.

gwiazda neutronowa kręci się znacznie szybciej niż jej przodek.

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

Najszybsza odnotowana gwiazda neutronowa kręci się 700 razy na sekundę,

which means that a point on its surface whirls through space

co oznacza, że punkt na jej powierzchni obraca się w przestrzeni

at more than a fifth of the speed of light.

z prędkością mniej więcej jednej piątej prędkości światła.

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

Gwiazdy neutronowe mają też najdziwniejsze pole magnetyczne ze znanych obiektów.

This magnetic concentration forms vortexes

Ta koncentracja pola magnetycznego tworzy tak zwane wiry,

that radiate beams from the magnetic poles.

emitujące światło pola magnetycznego.

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

Ponieważ bieguny nie zawsze odpowiadają osi obrotu gwiazdy,

the beams spin like lighthouse beacons,

jej światło kręci się niczym latarnia morska,

which appear to blink when viewed from Earth.

co wygląda z Ziemi, jakby mrugała.

We call those pulsars.

Nazywamy je pulsarami.

The detection of one of these tantalizing flashing signals

Wykrycie jednego z tych hipnotyzujących sygnałów świetlnych

by astrophysicist Jocelyn Bell in 1967

przez astrofizyczkę Jocelyn Bell w 1967 roku,

was in fact the way we indirectly discovered neutron stars

pozwoliło nam niebezpośrednio odkryć gwiazdy neutronowe.

in the first place.

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

Starzejące się gwiazdy zaczynają zwalniać ten szalony obrót po miliardach lat,

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

tracąc energię przez emitowanie jej

w postaci fal elektromagnetycznych i grawitacyjnych.

But not all neutron stars disappear so quietly.

Ale nie wszystkie gwiazdy neutronowe znikają tak po cichu.

For example, we’ve observed binary systems

Zaobserwowaliśmy układy podwójne,

where a neutron star co-orbits another star.

gdzie gwiazda neutronowa okrąża inną gwiazdę.

A neutron star can feed on a lighter companion,

Może też żywić się swoją jaśniejszą towarzyszką,

gorging on its more loosely bound atmosphere

pożerając jej luźniejszą atmosferę,

before eventually collapsing cataclysmically into a black hole.

zanim ta w końcu zapadnie się, tworząc czarną dziurę.

While many stars exist as binary systems,

Wiele gwiazd to układy podwójne,

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

ale jedynie niewielki procent kończy jako układ gwiazd neutronowych,

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

gdzie dwie takie gwiazdy okrążające się nawzajem, w końcu zderzają się.

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

Kiedy wreszcie to następuje, przesyłają fale grawitacyjne

przez czas i przestrzeń,

like ripples from a stone thrown into a calm lake.

niczym zmarszczki na jeziorze od wrzuconego do wody kamienia.

Einstein’s theory of General Relativity

Ogólna teoria względności Einsteina

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

założyła istnienie tego zjawiska ponad 100 lat temu,

ale nie zostało udowodnione

until 2017,

aż do 2017 roku,

when gravitational-wave observatories LIGO and VIRGO

kiedy obserwatoria fal grawitacyjnych LIGO i VIRGO

observed a neutron star collision.

zaobserwowały zderzenie gwiazd neutronowych.

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

Inne teleskopy wykryły impuls fal gamma i rozbłysk światła,

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

a później fale x i sygnały radiowe z tego samego zderzenia.

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

Było to najbardziej gwałtowne wydarzenie w dziejach astronomii.

It yielded a treasure trove of data

Przyniosło nam całą masę cennych danych,

that’s helped pin down the speed of gravity,

które pozwoliły zbadać prędkość grawitacji,

bolster important theories in astrophysics,

podtrzymały ważne teorie astrofizyczne

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

i dostarczyły dowodów na źródło powstania ciężkich pierwiastków,

takich jak złoto czy platyna.

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

Nie znamy jeszcze wszystkich sekretów gwiazd neutronowych.

LIGO and VIRGO are being upgraded to detect more collisions.

LIGO i VIRGO są ulepszane, żeby wykrywały więcej takich zderzeń.

That’ll help us learn what else

To pomoże nam dowiedzieć się,

the spectacular demise of these dense, pulsating, spinning magnets

co jeszcze te gęste, pulsujące, wirujące magnesy

can tell us about the universe.

mogą nam powiedzieć o wszechświecie.