Mitä ihmiselle tapahtuu neutronitähdessä?

Aloin eilen Heurekan-reissun jälkeen mietiskelemään universumia ja sitä, mitä sieltä löytyy. Yksi mielenkiinnon kohteeni nuorempana oli tähden elinkaari, joihin myös neutronitähti lukeutuu.

Kaikki atomit koostuvat elektroneista, jotka pörräävät ytimen eli protonien tai protonien ja neutronien ympärillä. Atomit ovat suurelta osin vain tyhjää tilaa, jonka rajat määrittää elektronien kiertoradat tai oikeammin elektronien todennäköisyystiheys, jotain tähän tyyliin:

Vetyatomi H, jossa ytimessä on yksi protoni ja josta elektronin voi löytää pallomaiselta alueelta.

Neutronitähdet eivät koostu tällaisista tyhjää tilaa täynnä olevista atomeista, vaan niissä ytimen neutronit ovat pakkautuneet lähelle toisiaan, jolloin myös kyseisestä materiaalista tulee huomattavasti raskaampaa kuin normaalien atomien tapauksessa.

Paljonko huomattavasti raskaampi sitten on? No, jos otamme nuppineulan pään kokoisen palan neutronitähteä, se painaa supertankkerin verran. Tiheys on siis aivan käsittämättömän valtava.

Kohtalo 1: pyörimisliike

Neutronitähdet eivät useinkaan ole kovin massiivisen kokoisia halkaisijaltaan (esim. n. 12 km), ja tämä johtaakin melko jännään asiaan: koska neutronitähdet ovat aiemmin olleet valtaisan kokoisia tähtiä (kuten oma aurinkommekin), luhistuessaan ne haluavat säilyttää pyörimismääränsä kuten taitoluistelija vetäessään raajansa kohti kehoaan. Tämä johtaa siihen, että neutronitähti pyörii todella nopeasti: kierroksen sekunnissa tai jopa millisekunnissa (= 1000 kierrosta sekunnissa) eli päiväntasaajalla nopeus on n. 10 500 – 10 500 000 km/h.

Neutronitähti on siis melkoinen mylly, jota ei pysäytä mikään muu kuin aika. Ihmiselle käy huonosti, jos hän menee neutronitähden lähelle, sillä hän joutuu pinnalle, joka liikkuu niin nopeasti että se on monta kertaa pahempaa kuin hyppäisi ulos luotijunasta sen kiitäessä täyttä vauhtia.

Kohtalo 2: painovoima

Koska neutronitähtien tiheys on valtava, taivuttavat ne myös aika-avaruutta hurjasti, siis näin:

YouTube.com

Neutronitähden tekemä "kuoppa" aika-avaruuteen on todella syvä tiheydestään johtuen, minkä vuoksi sen painovoima on suunnaton. Se on itse asiassa niin suuri, että se vaikuttaa fotoneihin ja saa niiden reitin kaartumaan tähteä kohti. Tämän vuoksi neutronitähden molemmat navat ja hieman takaosaa voidaan nähdä, näin:

Wikipedia.org

Maapallo ei moisiin temppuihin kykene, sillä sen ja neutronitähden painovoimien erot ovat tähtitieteelliset: neutronitähdellä se on 200 000 000 000 (200 miljardia) kertaa suurempi eli jos pudotat neutronitähdellä vasaran metrin korkeudelta, sen nopeus osuessaan pinnalle on 5 000 000 km/h. On sanomattakin selvää, että vasara ei tästä iskusta selviä, saatikka sitten ihminen. Ihminen osuisi tähden pintaan siis tähtitieteellisellä nopeudella, mutta neutronitähden painovoima repisi hänet kappaleiksi jo tätä ennen.

Kohtalo 3: röntgensäteet

Neutronitähdestä lähtee valtavia määriä röntgensäteitä, jotka polttaisivat ihmisen päreiksi jo pitkän aikaa ennen kuin ihminen saapuisi pinnalle.

Kohtalo 4: kuumuus

Nuori neutronitähti on pinnaltaan n. 100 000 000 000 (100 miljardia) °C, mutta muutaman vuoden kuluttua "vain" n. 1 000 000 °C.

Avaruudessa on paljon tällaisia hirviöitä, jonne ihmisillä tai millään elollisella ei ole mitään asiaa. Onneksi maailmankaikkeus on pääosin pelkkää tyhjää, ja kaikki objektit loittonevat toisistaan sen sisällä kiihtyvään tahtiin, minkä vuoksi neutronitähdistä ei pitäisi olla mitään hätää. Lähin neutronitähti, PSR J0108-1431, on meistä 424 valovuoden (n. 4 000 000 000 000 000 km) päässä.

Kiinan mainostusta osa 239

Kiinan jatkokurssi I:stä tuli vitonen. Nyt kaikki neljä kiinankurssia – alkeiskurssi I, alkeiskurssi II, keskustelukurssi ja nyt jatkokurssi I – ovat vitosia, mikä on hienoa :) Kiinasta on tullut nyt se aine, johon panostan kaikkein eniten. Mielestäni kiina on erittäin helppo kieli oppia ja tuloksia syntyy nopeasti. Kannattaa opiskella kiinaa: läpipääsyprosentti on hurja: alkeiskurssilla 41 opiskelijasta 2 sai hylätyn, tässä jatkokurssi I:ssä kukaan ei saanut hylättyä, eikä edes ykköstä.

Tässä kurssin arvosanajakauma:

Keväällä alkaakin sitten Kiinan jatkokurssi II sekä kauppakorkeakoulun opintoihin lukeutuva Liike-elämän kiina.

Fysikaalisen kemian kokeesta tuli myös tulokset: sain ykkösen :O Tentti tosiaankin oli vaikea, ja korotusyritykseni meni täysin hukkaan.

Nyt plakkarissa on sitten 179 opintopistettä. Vielä yksi vaivainen piste, niin kandintutkielmaan vaadittava 180 op on täynnä. Keväällä kaikki onkin sitten ekstraa, jonka voi siirtää maisterivaiheen opintoihin.

Lukukauden viimeinen tentti

Tänään olikin sitten lukukauden päätös kiinan tentin saattelemana. Tentti oli helppo, vaikka myöhemmin kotona tajusinkin tehneeni muutaman virheen. Eilen oli fysikaalinen kemia II -kurssin tentti, joka oli HUOMATTAVASTI vaikeampi kuin aiempi. Menin eilen siis korottamaan kolmosta, mutta taitaa olla niin, että korotusyritys jää vain yritykseksi.

Viime viikon keskiviikkona oli kemiallisen biologian tentti, joka meni melko kehnosti. En ole koskaan loistanut esseetenteissä, eikä tämäkään ollut poikkeus: kakkonen tuli. Arvosanajakauma tästä kurssista on todella hieno:

Kurssilla maksimipistemäärä on 50 p, ja nettitehtävistä saa maks. 20 p eli tenttiin jää 30 p haalittavaksi. Kun tentistä saa 5 pistettä, pääsee kurssista läpi, joten ei paha kurssi sinänsä. Pelkän tentin voimin olisi ollut todella tuskaisia tenttitunteja luvassa, mutta onneksi nyt näin päin.

Kovaa asiaa: nukleosidit HIV:tä vastaan

Tänään on kemiallisen biologian tentti, johon tulee kirjoitettavaksi kolme esseetä. Yksi esseeaihe on nukleosidien ja nukleotidien käyttö antiviraaleina eli virusten torjunnassa, mikä on melko kiinnostava aihe.

Nukleosidit ja nukleotidit (eli DNA:n rakennepalikat) ovat tärkeä antiviraalien luokka, sillä jopa 50 % antiviraaleista on juurikin nukleosidien rakenneanalogeja. Ne toimivat niin, että ne jarruttavat ja estävät viruksen perintötekijän kopioitumisen isäntäsolun DNA:han tai RNA:han. HIV:llä virus syöttää oman DNA:nsa integraasientsyymillä tumaan ja valmistaa kopioitaan käänteistranskriptaasilla.

Jotta nukleosidistä tulisi biologisesti aktiivinen nukleotidi, se täytyy fosforyloida trifosfaatiksi, mutta ongelmana on se, että trifosfaattimuoto ei läpäise solukalvoa. Tämän vuoksi nukleosidi pitää kuljettaa solun sisälle ja fosforyloida se vasta siellä. Ensimmäinen fosforylaatio on hitain vaihe ja sitä katalysoi tymidiinikinaasi-niminen entsyymi. Viruksen entsyymi on vähemmän spesifinen kuin isäntäsolun, joten nukleosidijohdos on mahdollista aktivoida vain infektoituneessa solussa.

Antiviraalit toimivat siten, että 

a) pyrimidiinijohdokset (sytosiini, urasiili ja tymiini) liittyvät isäntäsolun DNA:han aiheuttaen solukuoleman

b) puriininukleotidijohdokset inhiboivat DNA-polymeraasia, jolloin seuraava nukleotidi ei kykene liittymään

Näiden avulla ollaan saatu inhiboitua HIV:tä ihmiselimistössä, ja menetelmä tepsii myös hepatiitti C:hen.

Turku-taustakuvia kännykkään

Tein tällaisen kokoelman Huawei P8 Lite -kännykkäni lukitusnäytölle. Kävelin keskustaan ja nappailin kuvia turkulaisista arkkitehtuuridetaljeista. Nyt lukitusnäyttöni vaihtuvat kuvat ovat paljon kotoisampia kuin aiemmin, jolloin kuvat olivat täynnä Eiffel-tornia ja kaikenlaisia muita maailmallisia hullutuksia. Jos pidät näistä, voit ladata ne yksitellen tai pakettina: taustakuvat.rar. Kuvien korkeus on 1280 pikseliä.

Päivän kiina

Kiinassa sanat ovat yhteydessä toisiinsa mitä eriskummallisimmilla tavoilla. Mielestäni kieli sopii hyvin matematiikasta ja järjestelmällisyydestä pitäville ihmisille, koska se on kuin suuren suuri palapeli. Eilen opin erään hauskan jutun opettajaltani Wénlíltä:

Hunaja on kiinaksi

蜂蜜

fēngmì

Käännetään merkit toisinpäin eli:

蜜蜂

mìfēng

Tämä tarkoittaa mehiläistä. Loogista, eikö?