중성자별

천문학, 물리학 관련

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• 관련문서: 항성

개요

중성자별은 태양보다 질량이 10배 이상 큰 별이 수명을 다했을때 초신성 폭발 후 남은 그 잔해다.

스테판-볼프만 법칙으로 추정한 평균 지름은 8~12km에 불과하며 크기가 큰 중성자별도 32km를 넘지 못한다. 그럼에도 질량이 태양질량의 최소 1.44배에서 최대 2.17배(회전하지 않은 중성자별의 질량 상한선, 몇몇 중성자별은 태양질량의 2.74배에 이르기도 한다)에 달하기 때문에 내부 밀도가 천문학적으로 높다.

물리I 수업을 제대로 들었다면 중성자가 상~당히 불완전한 입자임을 알것이다. 불완전한 중성자는 약력에 의해 양성자로 변하고 전자와 전자 반중성미자를 뱉는다.

그런데 중성자별은 이름처럼 이 불완전한 중성자로 구성되어있는데, 중력의 힘이 너무나도 강력해져서 약력을 이기고 전자기력마저도 이긴 후 강력까진 이기지 못한 상태이기 때문이다.

하지만 극히 무거운 별이 초신성 폭발로 최후를 맞이한 후 남은 핵의 질량이 태양 질량의 1.44배를 못 넘기면 스스로 붕괴하려고 하는 중력을 전자기력이 이겨서 백색왜성에서 멈추고, 질량이 그 단계를 뛰어넘었으나 톨먼-오펜하이머-볼코프 질량(태양 질량의 약 3배로 추정)을 넘지 못하면 스스로 축퇴되려고 하는 중력을 강력과 중성자 축퇴압이 저지하여 블랙홀을 제외하고 우주상에서 가장 밀도가 높은 밀집성인 중성자별 상태에서 멈춘다.

그냥 별 자체가 거대한 원자핵 덩어리라고 생각하면 된다. 여기다 돌맹이 떨어뜨리면 마이크로초 단위로 급속도로 추락하며 핵폭발한다. ← 한번 해보고 싶다. 근데 좆나 멀다..

지각도 존나 단단하다. 강철의 100억배나 된다.

밑의 펄서같은 애들정도를 제외하고는, 방출하는 에너지의 형태가 대부분이 X선이라 관측이 존나 힘들다.

설명

블랙홀의 탄생원리에서 봤듯이 보통 행성은 자체가 질량이 무지막지하게 큰 천체이기때문에 항상 중력때문에 쥐어짜인다(계속 내부로 모일려고하는 중력붕괴가 발생한다)

그런 중력붕괴때문에 중심부는 에너지가 발생하고 이 에너지로 수소 핵융합이 발생하고, 그 핵융합에서 나오는 에너지를 통해 중력에 의해 내부로 붕괴되는것을 막는다.

헬륨,산소.. 등등 만들다가 최종적으로 규소가 핵융합이 되서 철이 되는데 철 원자 이상부터는 자연적으로 핵융합이 발생하는게 아닌 외부로부터 에너지 유입이 들어와야지 가능하게된다

결국 중심부에는 계속 철 원소가 축적되고 그로 인해 밀도가 상승하며 중력 에너지가 상승하기 시작한다

하지만 이때 파울리의 배타원리에 의해 전자끼리의 축퇴압이 있어(전자도 페르미온임) 수축하려는 중력 에너지가 상쇄되며 만약 이 상태로 유지된다면 시간에 따라 식어서 그냥 백색왜성이된다

근데 행성의 질량이 매우 크다면, 중력 에너지또한 크기때문에 전자 축퇴압이 중력에 의해 박살나고 계~속 안쪽으로 붕괴되는데,만약 행성 중심부의 질량이 태양 질량의 1.44배 이상이라면(찬드라세카르 한계)

더 이상 전자끼리의 축퇴압이 수축하려고 하는 중력 에너지를 견딜수없게 되어 양성자와 전자들이 전부 찌그러져서 중성자가 된다.

전자끼리 축퇴압처럼 중성자끼리도 축퇴압이 있고 이것과 자연을 구성하는 4대 힘인 강력이 중심부로 수축하려는 중력과 맞서 균형을 이루고 안정된다.

그러나 내부가 안정되던 지랄나던지간에 외부는 계속해서 중력 붕괴가 발생하여 외부 물질이 내부로 계속에서 떨어지는데, 이떄, 떨어지면서 발생한 충격파가 주변에 있던 외부 물질에 대해서 에너지를 공급하게되고

철 이상의 원자가 핵융합이 되며 다른 물질이 튀어나오기 시작하고, 물론 이 물질은 디게 불안정하므로 또 다른 물질과 핵융합하고.. 등등 결론적으로 말하자면 별 중심부를 제외한 별의 모든곳에서 핵융합 반응이 발생한다.

그러다가 어느 일정 순간이 되면 외부는 전부 초신성으로 폭발하여 튕겨나가고 그냥 중성자 덩어리인 중심부만 남아 별이 되는데, 이때 이 별이 중성자별이다.

또한 추가적으로 별이 자전을 하는데 자전 속도 또한 전부 보존되며 초신성으로 인해 별의 크기가 작아졌으므로 회전(자전)속도 또한 엄청 빨라진다.

기본적으로 초당 한바퀴 이상은 자전하며, 어떤 중성자별은 초당 수백번 자전한다, 단순 사람크기에 물체가 아닌 지름 10~30km짜리 물체가 초당 수백바퀴를 도는것이다.

자체 중력이 강하니 별 표면에 가해지는 엄청난 원심력을 이겨낼수가있다.

탈출속도는 초속 15만km이며 밀도는 물의 10¹⁴배, 즉 부피 1L만큼 중성자별에서 때서 무게를 달면 1조톤이 나오는것

중력이 너무 쌔서 별에서 나오는 빛 조차 꺾여서 나온다.

내부 구조

내부 구조는 정확하게 볼순없고 전부 추측이다.

지각, 껍질, 외핵, 내핵으로 이루어져있으며 지각은 거의 완전 평탄한 표면이며 엄청난 중력으로 인해 원자핵이 전자와 만나기 직전의 상태이며

내부로 들어갈수록 중성자가 많아지는 구조이다. 이 때 핵 파스타가 생긴다고 한다. 핵 파스타는 존나게 단단하다고 한다.

내핵은 현대 시대에서도 밝혀지지않았으며 그냥 단순히 블랙홀이랑 다름이 없기에 중성자도 전부 찌그러져있지않을까? 라고 추측만 하고있다.

기묘체가 있다는 썰이 있다.

종류

펄서

태양보다 질량이 8배~25배 정도 더 많은 별들이 초신성폭발을 일으키면 그 잔해로 중성자별이 남게 된다.

이렇게 만들어진 중성자별 중에서, 자전속력이 매우 빠르면서도 전파를 규칙적으로 방출하는 것들이 있는데, 이것이 펄서다.

주기는 대략 0.002~4초 정도 된다.

에너지의 종류에 따라 자전 에너지 펄서, 강착 에너지 펄서, 마그네타 3종류로 구분된다.

처음 발견 당시 외계인의 신호인줄 알았다.

주소

펄서의 소리. 잘만 하면 이걸 이용해 음악을 만들 수도 있을 듯...?

마그네타

존나 괴상한 시체다.

중원소 함량이 높은고 질량이 태양의 28배 이상인 개씹파오후 별이 장렬한 폭발을 일으키며 뒈짖하면 자신이 가지고 있던 모든 질량을 날리지만 일부 남은 질량을 빨아들이면서 자전속도도 엄청나게 빨라지고 무거워져 이렇게 괴상한 시체가 된다.

보통 이런 별은 쾅 터지면 블랙홀이 되는데 중원소 함량이 높으면 상한성이 높아진다..

그리고 중성자별 주제에 지진이 일어난다. 거기다가 10기가테슬라라는 존나게 쎈 자기장을 가지고 있는데 우리가 다가갔다간 요단강으로 곧바로 워프한다.

그리고 얘가 자기장이 졸라 강해 가끔식 성진을 일으키는데 이 때 감마선 폭발이라는 가장 큰 폭발이 일어난다.

물은 반자기성을 가지고 있다. 고로 너가 이 별에 다가가는 순간 뼈와 살이 분리될 것이다.

쿼크 별

겉모습은 일반 중성자별이랑 똑같다. 그러나 핵에는 이질적인 쿼크 물질들이 가득 차있다.

기묘한 별

기묘체로 대체된 중성자별을 말한다.

최후

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공통점이라면 블랙홀이 된다는 거다. 이렇게 해도 블랙홀 저렇게 해도 블랙홀.

• 중성자별이 주위의 물질을 과식하면 그걸 견디다 못해 중력붕괴를 일으켜 블랙홀이 된다.

• 중성자별끼리 섹스를 하면 블랙홀이 된다. 2017년에 중성자별 둘이 섹스를 한 것을 관측하였다. 중력파와 전자기파를 이용해 관측함. 이를 통해 금이나 금 이상의 무거운 원소는 이 섹스현상 덕에 탄생한다고 한다.
  이 섹스를 킬로노바라고 한다....ㅅㅂㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

• 블랙홀에 빨려 들어가면 뒈짖한다.

에너지원

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미래에는 에너지원이 될지도..?

인워 본 새끼들은 안다. 이걸로 짱르 무기 만듦. 자세한 내용은 니다벨리르로..

여담

대부분의 항성분류에 '星(별 성)'자가 쓰이는 데 반해, 특이하게 '별'이라는 순우리말이 사용된다. 사실 중성자별이라고 말하는게 입에 챡챡 감겨서 그런것 같지만...

뮤즈의 노래

Neutron Star Collision

직역하면 중성자별 충돌이란 뜻이며 가사에 위의 설명과 비슷한 내용도 있다.