Điều gì khiến một ngôi sao trở thành một pulsar?

Quá trình nào một ngôi sao trải qua để trở thành một pulsar? Liệu nó có phải là một ngôi sao rất đặc biệt với một tập hợp các phẩm chất nhất định như "Chỉ đúng khối lượng, đường kính và thành phần", hay đó là một tai nạn kỳ quặc mà một số ngôi sao sống trong cuộc đời còn lại của họ như một pulsar?

Nó thường được quyết định bởi mức độ lớn của ngôi sao. Hãy nhớ một pulsar là gì, đó là một ngôi sao neutron có từ tính quay rất nhanh.

Sao neutron là một loại vật thể có khối lượng từ 1,4 đến 3,2 khối lượng mặt trời. Đây là giai đoạn cuối của các ngôi sao không đủ lớn để tạo thành các lỗ đen (chúng bị giữ bởi áp suất thoái hóa neutron), nhưng đủ lớn để vượt qua áp suất thoái hóa điện tử (điều này ngăn người lùn trắng khỏi sự sụp đổ lực hấp dẫn hơn nữa).

Điểm cuối trong cuộc sống của các ngôi sao khổng lồ giữa khoảng 10 đến 25 khối lượng mặt trời được cho là siêu tân tinh sụp đổ tạo ra tàn dư ngưng tụ gọi là sao neutron.

Giới hạn khối lượng thấp hơn đối với các tổ tiên sao neutron được biết đến một cách hợp lý và do các con đường tiến hóa được thực hiện bởi các ngôi sao có khối lượng khác nhau. Dưới 10 khối lượng mặt trời, có khả năng lõi của ngôi sao đạt đến trạng thái thoái hóa electron trước khi có thể hợp nhất các nguyên tố như Magiê và Silicon để tạo thành Sắt. Một lõi thoái hóa điện tử có thể hỗ trợ ngôi sao và tàn dư sẽ nguội mãi như một sao lùn trắng.

Trên 10 khối lượng mặt trời, phản ứng tổng hợp hạt nhân sẽ tiến hành tất cả các cách để các nguyên tố cực đại sắt, ngoài ra các phản ứng nhiệt hạch sẽ là phản ứng nhiệt. Thoái hóa điện tử là không đủ để hỗ trợ lõi của ngôi sao và nó sụp đổ. Nếu lõi không quá lớn hoặc miễn là không có quá nhiều vật chất rơi vào lõi bị sụp đổ sau đó, thì có thể sự kết hợp giữa áp suất thoái hóa neutron và tính chất chống đẩy của lực hạt nhân mạnh trong phạm vi ngắn có thể hỗ trợ tàn dư như một ngôi sao neutron. Giới hạn trên đối với khối lượng tổ tiên là không chắc chắn. Trong khi khối lượng của tổ tiên là rất quan trọng, trạng thái quay và từ trường của tổ tiên cũng được cho là để xác định kết quả.

Một ngôi sao neutron là một quả bóng có bán kính 10km được làm chủ yếu từ neutron, nhưng nó có lớp vỏ vật liệu hạt nhân kỳ lạ và bên trong chất lỏng cũng chứa một số proton và neutron.

Bảo toàn động lượng góc cho thấy rằng bất cứ thứ gì quay lõi của ngôi sao lớn trước khi nó sụp đổ đều được phóng to cho một ngôi sao neutron; vì vậy chúng nên được sinh ra như những vật thể quay cực kỳ nhanh, con quay xung quanh 1000 năm tuổi quay 33 lần mỗi giây).

Bảo tồn từ thông cũng khuếch đại bất cứ từ trường nào xung quanh, và các proton siêu dẫn, quay cực nhanh sẽ tăng cường hơn nữa, để các sao neutron được sinh ra với từ trường bề mặt từ 100 triệu đến 100 nghìn tỷ Teslas.

Sự quay nhanh tạo ra một điện trường khổng lồ ở bề mặt sao neutron có thể xé toạc các hạt tích điện và ném chúng dọc theo các đường sức từ. Những hạt này mất năng lượng bằng cách phóng xạ synchrotron và bức xạ cong được tăng cường và chiếu theo hướng thuận.

Nếu các cực từ và xoay bị điều chỉnh sai, điều này có thể theo hướng thuận lợi dẫn đến một chùm bức xạ quét qua Trái đất như thế từ một ngọn hải đăng. Đây là một pulsar.

Pulsar không phải là vĩnh cửu. Năng lượng của bức xạ cuối cùng được cung cấp năng lượng từ spin của pulsar. Các pulsar quay xuống và vì, vì những lý do chưa được hiểu rõ, hiện tượng này sẽ tắt khi thời gian quay chậm hơn vài đến 10 giây.