Apa yang menyebabkan bintang menjadi pulsar?

Proses apa yang dialami bintang untuk menjadi pulsar? Apakah dibutuhkan bintang yang sangat spesifik dengan serangkaian kualitas tertentu seperti "Massa, diameter, dan komposisi yang tepat," atau apakah itu kecelakaan aneh bahwa bintang-bintang tertentu menjalani sisa hidupnya sebagai pulsar?

Ini umumnya ditentukan oleh seberapa besar bintang itu. Ingat apa itu pulsar, itu adalah bintang neutron yang sangat cepat berputar, bermagnet tinggi.

Bintang neutron adalah kategori objek yang memiliki massa antara 1,4 dan 3,2 massa matahari. Ini adalah tahap akhir dari bintang-bintang yang tidak cukup besar untuk membentuk lubang hitam (mereka ditahan oleh tekanan degenerasi neutron), tetapi cukup besar untuk mengatasi tekanan degenerasi elektron (yang mencegah kurcaci putih dari keruntuhan gravitasi lebih lanjut).

Titik akhir dalam kehidupan bintang-bintang masif antara sekitar 10 dan 25 massa matahari dianggap sebagai supernova inti-runtuh yang menghasilkan sisa-sisa kental yang disebut bintang neutron.

Batas massa bawah untuk leluhur bintang neutron cukup dikenal dan karena jalur evolusi yang diambil oleh bintang-bintang dari massa yang berbeda. Di bawah 10 massa matahari, ada kemungkinan bahwa inti bintang mencapai keadaan terdegenerasi elektron sebelum mampu meleburkan unsur-unsur seperti Magnesium dan Silikon untuk membentuk Besi. Inti degenerasi elektron dapat mendukung bintang dan sisanya akan mendingin selamanya sebagai katai putih.

Di atas 10 massa matahari, fusi nuklir akan melanjutkan semua jalan ke elemen puncak-besi, di luar yang reaksi fusi akan menjadi endotermik. Degenerasi elektron tidak cukup untuk mendukung inti bintang dan runtuh. Jika inti tidak terlalu masif, atau selama tidak terlalu banyak material jatuh ke inti yang runtuh sesudahnya, maka ada kemungkinan bahwa kombinasi tekanan degenerasi neutron dan sifat menjijikkan dari gaya nuklir kuat jangka pendek dapat mendukung sisa sebagai bintang neutron. Batas atas ke massa leluhur tidak pasti. Sementara massa leluhur sangat penting, keadaan rotasi dan medan magnet leluhur juga dianggap menentukan hasilnya.

Bintang neutron adalah bola jari-jari 10km yang sebagian besar terbuat dari neutron, tetapi memiliki kerak bahan nuklir yang eksotis dan interior fluida yang juga mengandung beberapa proton dan neutron.

Konservasi momentum sudut menentukan bahwa apa pun yang memutar inti dari bintang masif sebelum runtuh diperbesar untuk bintang neutron; jadi mereka harus terlahir sebagai objek yang sangat cepat berputar, pulsar Kepiting berusia 1000 tahun berputar 33 kali per detik).

Konservasi fluks magnet juga memperkuat medan magnet apa pun yang ada, dan proton superkonduktor yang berputar dengan cepat semakin meningkatkannya, sehingga bintang neutron terlahir dengan medan magnet permukaan 100 juta hingga 100 triliun Teslas.

Rotasi cepat menghasilkan medan listrik besar di permukaan bintang neutron yang dapat merobek partikel bermuatan dan melemparkannya di sepanjang garis medan magnet. Partikel-partikel ini kehilangan energi dengan memancarkan synchrotron dan radiasi kelengkungan yang didorong dan dipancarkan ke arah depan.

Jika kutub magnet dan rotasi tidak selaras, ini bisa dalam orientasi yang menguntungkan mengarah pada seberkas radiasi yang menyapu Bumi seperti itu dari mercusuar. Ini pulsar.

Pulsar tidak abadi. Energi radiasi pada akhirnya ditenagai dari putaran pulsar. Pulsar berputar ke bawah dan karena, karena alasan yang belum dipahami dengan baik, fenomena ini padam ketika periode putaran melambat melebihi beberapa hingga 10 detik.