Повідомлення нейтронні зірки. Нейтронні зірки

МОСКВА, 28 серпня - РІА Новини.Вчені виявили рекордно важку нейтронну зірку, маса якої вдвічі перевищує масу Сонця, що змусить їх переглянути низку теорій, зокрема теорії, згідно з якою всередині надщільної речовини нейтронних зірок можуть бути "вільні" кварки, йдеться у статті, опублікованій у четвер у журналі Nature.

Нейтронна зірка є "трупом" зірки, що залишився після спалаху наднової. Її розмір не перевищує розмірів невеликого міста, проте речовина за густиною в 10-15 разів вище густини атомного ядра- "щіпка" речовини нейтронної зірки важить понад 500 мільйонів тонн.

Гравітація "вдавлює" електрони на протони, перетворюючи їх на нейтрони, чому нейтронні зірки і отримали таку назву. До останнього часу вчені вважали, що маса нейтронної зірки не може перевищити двох сонячних, оскільки інакше гравітація "схлопне" зірку в чорну дірку. Стан надр нейтронних зірок багато в чому є загадкою. Наприклад, обговорюється присутність "вільних" кварків і таких елементарних частинок, як K-мезони та гіперони в центральних областях нейтронної зірки.

Автори дослідження, група американських учених на чолі з Полом Деморестом (Paul Demorest) із Національної радіообсерваторії, вивчали подвійну зірку J1614-2230 у трьох тисячах світлових років від Землі, один із компонентів якої є нейтронною зіркою, а другий білим карликом.

При цьому нейтронна зірка є пульсаром, тобто зіркою, що випускає вузькоспрямовані потоки радіовипромінювання, в результаті обертання зірки потік випромінювання можна вловити з поверхні Землі за допомогою радіотелескопів через різні проміжки часу.

Білий карлик та нейтронна зірка обертаються один щодо одного. Однак на швидкість проходження радіосигналу від центру нейтронної зірки впливає гравітація білого карлика, вона "гальмує" його. Вчені, вимірюючи Землі час приходу радіосигналів, можуть із високою точністю встановити масу об'єкта, " відповідального " за затримку сигналу.

"Нам дуже пощастило з цією системою. Пульсар, що швидко обертається, дає нам сигнал, що приходить з орбіти, яка прекрасно розташована. Більш того, наш білий карликдосить великий для зірок такого типу. Ця унікальна комбінація дозволяє використовувати ефект Шапіро (гравітаційну затримку сигналу) повною мірою і спрощує виміри", - каже один із авторів статті Скотт Ренсом (Scott Ransom).

Подвійна система J1614-2230 розташована таким чином, що спостерігати її можна майже з ребра, тобто в площині орбіти. Це полегшує точне вимірюваннямас, що входять до неї зірок.

В результаті маса пульсара дорівнювала 1,97 сонячної маси, що стало рекордом для нейтронних зірок.

"Ці вимірювання маси говорять нам, що якщо кварки взагалі є в ядрі нейтронної зірки, вони не можуть бути "вільними", а, швидше за все, повинні взаємодіяти один з одним набагато сильніше, ніж у "звичайних" атомних ядрах", - пояснює керівник. групи астрофізиків, які займаються цим питанням, Фер'ял ​​Озел (Feryal Ozel) з університету Арізона.

"Мене дивує, що такий простий факт, як маса нейтронної зірки, може сказати так багато в різних областяхфізики та астрономії", - каже Ренсом.

Астрофізик Сергій Попов із Державного астрономічного інституту імені Штернберга зазначає, що вивчення нейтронних зірок може дати найважливішу інформаціюпро будову матерії.

"У земних лабораторіях не можна вивчати речовину при щільності набагато більше ядерної. А це дуже важливо для розуміння того, як влаштований світ. На щастя, така щільна речовина є в надрах нейтронних зірок. Для визначення властивостей цієї речовини дуже важливо дізнатися, яку граничну масу може мати нейтронну зірку і не перетворитися на чорну дірку", - сказав Попов РИА Новости.

З моменту зародження Всесвіту пройшло вже більше десятка мільярда років, протягом яких відбувається зіркова еволюція, здійснюється зміна складу космічного простору. Одні космічні об'єкти зникають, але в їх місці з'являються інші. Цей процес відбувається постійно, проте через величезні часові проміжки, ми можемо спостерігати лише один єдиний кадр колосальної та захоплюючої мультисесії.

Ми бачимо Всесвіт у всій красі, спостерігаючи життя зірок, етапи еволюції та момент передсмертної агонії. Смерть зірки – це завжди грандіозна та яскрава подія. Чим більша і масивніша зірка, тим масштабніший катаклізм.

Нейтронна зірка є яскравим прикладомтакої еволюції, живою пам'яткою колишньої зіркової могутності. У цьому полягає весь парадокс. На місці масивної зірки, розміри та маса якої в десятки та сотні разів перевищують аналогічні параметри нашого Сонця, виникає крихітне небесне тіло діаметром у пару десятків кілометрів. Таке перетворення не відбувається одночасно. Освіта нейтронних зірок - результат довгого еволюційного шляху розвитку космічного монстра, розтягнутого у просторі та часі.

Фізика нейтронних зірок

Подібні об'єкти нечисленні у Всесвіті, на перший погляд. Як правило, нейтронна зірка може бути одна на тисячу зірок. Секрет такого небагатьох полягає в унікальності еволюційних процесів, які передують народженню нейтронних зірок. Усі зірки по-різному проживають своє життя. По-різному виглядає й фінал зіркової драми. Масштаби дійства визначаються масою зірки. Чим більша маса космічного тіла, чим масивніша зірка, тим вища ймовірність того, що її смерть буде швидкою та яскравою.

Постійно збільшені сили гравітації призводять до трансформації зіркової речовини в теплову енергію. Цей процес мимоволі супроводжується колосальним викидом вибухом Наднової. Результатом такого катаклізму стає новий космічний об'єкт- Нейтронна зірка.

Простіше кажучи, зіркова матерія перестає бути паливом, термоядерні реакціївтрачають свою інтенсивність і не в змозі підтримувати в надрах потужного тіла потрібні температури. Виходом із стану стає колапс — обвалення зоряного газу на центральну частинузірки.

Все це призводить до миттєвого вивільнення енергії, що розкидає зовнішні шари зоряної матерії на всі боки. На місці зірки виникає туманність, що розширюється. Така трансформація може статися з будь-якою зіркою, проте результати колапсу можуть бути різними.

Якщо маса космічного об'єкта невелика, наприклад, ми маємо справу з жовтим карликом на кшталт Сонця, дома спалаху залишається білий карлик . Якщо маса космічного монстра перевищує сонячну масу в десятки разів, в результаті обвалення ми спостерігаємо спалах Наднової. На місці колишньої зоряної величі утворюється нейтронна зірка. Надмасивні зірки, маса яких у сотні разів більше масиСонця, завершують свій життєвий циклнейтронна зірка є проміжним етапом. Гравітаційне стиснення, що продовжується, призводить до того, що життя нейтронної зірки завершується появою чорної діри.

В результаті колапсу від зірки залишається тільки ядро, що стискається. У зв'язку з цим, характерною особливістюнейтронних зірок є висока щільністьі величезна маса при мізерних розмірах. Така маса нейтронної зірки діаметром 20 км. в 1,5-3 рази більше за масу нашої зірки. Відбувається ущільнення або нейтронізація електронів та протонів у нейтрони. Відповідно, при зменшенні обсягу та розмірів, стрімко збільшується щільність та маса зоряної речовини.

Склад нейтронних зірок

Точної інформації про склад нейтронних зірок відсутня. На сьогоднішній день вчені-астрофізики при вивченні подібних об'єктів користуються робочою моделлю, запропонованою фізиками – ядерниками.

Імовірно, зіркова речовина в результаті колапсу трансформується в нейтронну, надплинну рідину. Цьому сприяє величезне гравітаційне тяжіння, що надає постійний тискна речовину. Така «ядерна рідка субстанція» називається вироджений газ і в 1000 разів щільніша за воду. Атоми виродженого газу складаються з ядра та електронів, що обертаються навколо нього. При нейтронізації внутрішній простіратомів під впливом сил гравітації зникає. Електрони зливаються із ядром, утворюючи нейтрони. Стійкість надщільної субстанції надає внутрішня гравітація. Інакше неминуче почалася б ланцюжкова реакція, що супроводжується ядерним вибухом

Чим ближче до зовнішнього краю зірки, тим менша температура та тиск. Внаслідок складних процесів відбувається «остигання» нейтронної субстанції, з якої інтенсивно виділяються ядра заліза. Колапс і наступний вибух є фабрикою планетарного заліза, яке поширюється у космічному просторі, стаючи будівельним матеріаломдля формування планет.

Саме спалахам наднових Земля зобов'язана тим, що в її будові та структурі присутні частки космічного заліза.

Умовно розглядаючи будову нейтронної зірки у мікроскоп, можна виділити у будові об'єкта п'ять шарів:

• атмосфера об'єкта;
• зовнішня кора;
• внутрішні шари;
• зовнішнє ядро;
• внутрішнє ядро ​​нейтронної зірки.

Атмосфера нейтронної зірки має товщину всього кілька сантиметрів і є найтоншим шаром. За своїм складом – це шар плазми, який відповідає за теплове опромінення зірки. Далі йде зовнішня кора, яка має товщину кілька сотень метрів. Між зовнішньою корою та внутрішніми шарами- Царство виродженого електронного газу. Що глибше до центру зірки, то швидше цей газ стає релятивістським. Іншими словами, всередині зірки процеси, що відбуваються, пов'язані зі зменшенням частки атомних ядер. При цьому кількість вільних нейтронів зростає. Внутрішні областінейтронної зірки є зовнішнє ядро, де нейтрони продовжують сусідити з електронами і протонами. Товщина цього шару субстанції становить кілька кілометрів, причому щільність матерії в десятки разів вище, ніж щільність атомного ядра.

Весь цей атомарний супчик існує завдяки колосальним температурам. У момент спалаху наднової, температура нейтронної зірки становить 1011К. У цей період новий небесний об'єкт має максимальну світність. Відразу після вибуху настає етап стрімкого остигання, температура за кілька хвилин падає до позначки 109К. Згодом процес остигання уповільнюється. Незважаючи на те, що температура зірки ще велика, світність об'єкта знижується. Зірка продовжує світитися лише за рахунок теплового та інфрачервоного випромінювання.

Класифікація нейтронних зірок

Такий специфічний склад зірково-ядерної субстанції зумовлює високу ядерну щільність нейтронної зірки 1014-1015 г/см³, при цьому середній розміроб'єкта, що утворився, становить не менше 10 і не більше 20 км. Подальше збільшення густини стабілізується силами взаємодії нейтронів. Інакше кажучи, вироджений зоряний газ перебуває у стані рівноваги, утримуючи зірку від чергового колапсу.

Досить складна природатаких космічних об'єктів, якими є нейтронні зірки, стала причиною наступної класифікації, яка пояснює їхню поведінку та існування на просторах Всесвіту. Основними параметрами, на підставі яких здійснюється класифікація, є період обертання зірки та масштаби магнітного поля. У процесі свого існування нейтронна зірка втрачає енергію обертання, зменшується магнітне поле об'єкта. Відповідно, небесне тіло переходить з одного стану до іншого, серед яких найбільш характерними виділяються такі типи:

• Радіопульсари (ежектори) є об'єктами, які мають малий період обертання, проте сила магнітного поля в них залишається досить великою. Заряджені частинки, здійснюючи рух уздовж силових полів, у місцях урвища залишають оболонку зірки. Небесне тіло даного типуежектує, періодично наповнюючи Всесвіт радіоімпульсами, що фіксуються в радіочастотному діапазоні;
• Нейтронна зірка – пропелер. У даному випадкуу об'єкта вкрай мала швидкість обертання, однак, магнітне поле не має достатньої сили, щоб притягати з навколишнього простору елементи матерії. Зірка не випромінює імпульсів, не відбувається у разі і аккреція (падіння космічної матерії);
• Рентгенівський пульсар (акретор). Такі об'єкти мають малу швидкість обертання, але через сильне магнітне поле зірка інтенсивно поглинає матеріал з космічного простору. У результаті місця падіння зоряної матерії лежить на поверхні нейтронної зірки накопичується плазма, розігріта до мільйонів градусів. Ці точки на поверхні небесного тіластають джерелами пульсуючого теплового, рентгенівського випромінювання. З появою потужних радіотелескопів, здатних зазирнути в глибину космосу в інфрачервоному та рентгенівському діапазоні, стало можливим швидше виявляти багато звичайних рентгенівських пульсарів;
• Георотатор - об'єкт, який має малу швидкість обертання, при цьому на поверхні зірки в результаті акреції відбувається накопичення зіркової матерії. Сильне магнітне поле перешкоджає утворенню поверхневому шарі плазми, і зірка поступово набирає свою масу.

Як видно з існуючої класифікаціїКожна з нейтронних зірок поводиться по-різному. Звідси випливають і різні способиїх виявлення, і, можливо, різна буде доля цих небесних тіл у майбутньому.

Парадокси народження нейтронних зірок

Перша версія про те, що нейтронні зірки – продукти вибуху Наднової, сьогодні не постулат. Існує теорія, що тут може бути використаний інший механізм. У подвійних зіркових системахїжею для нових зірок стають білі карлики. Зоряна речовина поступово перетікає з одного космічного об'єкта на інший, збільшуючи його масу до стану критичної. Інакше кажучи, у майбутньому одне із пари білий карлик – це нейтронна зірка.

Нерідко одиночна нейтронна зірка, перебуваючи в тісному оточенні зоряних скупчень, звертає увагу на найближчу сусідку. Компаньйонами нейтронних зірок можуть стати будь-які зірки. Ці пари з'являються досить часто. Наслідки такої дружби залежать від маси приятеля. Якщо маса нового компаньйона невелика, то вкрадена зіркова речовина накопичуватиметься навколо у вигляді акреційного диска. Цей процес, що супроводжується великим періодомобертання призведе до того, що зоряний газ розігріється до температури в мільйон градусів. Нейтронна зірка спалахне потоком рентгенівського випромінювання, стаючи рентгенівським пульсаром. Цей процес має два шляхи:

• зірка залишається в космосі тьмяним небесним тілом;
• тіло починає випромінювати короткі рентгенівські спалахи (барстери).

Під час рентгенівських спалахів яскравість зірки стрімко збільшується, роблячи такий об'єкт у 100 тисяч разів яскравішим за Сонце.

Історія вивчення нейтронних зірок

Нейтронні зірки стали відкриттям другої половини XX століття. Раніше виявити подібні об'єкти в нашій галактиці та у Всесвіті було технічно неможливо. Тьмяне світлоі малі розміри таких небесних тіл не дозволяли виявити їх за допомогою оптичних телескопів. Незважаючи на відсутність візуального контакту, існування таких об'єктів у космосі пророкували теоретично. Перша версія про існування зірок із величезною щільністю з'явилася з подачі радянського вченого Л. Ландау у 1932 році.

Через рік, 1933 року вже за океаном було зроблено серйозну заяву про існування зірок із незвичайною будовою. Астрономи Фріц Цвіккі та Вальтер Бааде висунули обґрунтовану теорію, що на місці спалаху Наднової обов'язково залишається нейтронна зірка.

У 60-ті роки XX століття позначився прорив у астрономічних спостереженнях. Цьому сприяла поява рентгенівських телескопів, здатних виявляти у космосі джерела м'якого рентгенівського випромінювання. Використовуючи у спостереженнях теорію про існування у космосі джерел сильного теплового випромінюванняАстрономи дійшли висновку, що ми маємо справу з новим типом зірок. Вагомим доповненням теорії про існування нейтронних зірок стало відкриття 1967 року пульсарів. Американець Джоселін Белл за допомогою своєї радіоапаратури виявив радіосигнали, що надходять з космосу. Джерелом радіохвиль був стрімко обертовий об'єкт, який діяв подібно до радіомаяка, посилаючи сигнали на всі боки.

Такий об'єкт обов'язково має велику швидкістьобертання, що для звичайної зірки стало б фатальним. Першим пульсаром, відкритим астрономами, є PSR В1919+21, що знаходиться на відстані 2283,12 св. року від нашої планети. На думку вчених, найближчою нейтронною зіркою до Землі є космічний об'єкт RX J1856.5-3754, розташований у сузір'ї Південна Корона, який був відкритий у 1992 році в обсерваторії Чандра. Відстань від Землі до найближчої нейтронної зірки складає 400 світлових років.

Якщо у вас виникли питання – залишайте їх у коментарях під статтею. Ми чи наші відвідувачі з радістю відповімо на них

Об'єкти, про які піде мовау статті були відкриті випадково, хоча вчені Ландау Л. Д. і Оппенгеймер Р. передбачили їх існування ще в 1930 році. Мова йдепро нейтронні зірки. Про характеристики та особливості цих космічних світил і йтиметься у статті.

Нейтрон та однойменна зірка

Після передбачення в 30-х роках XX століття про існування нейтронних зірок і після того, як було відкрито нейтрон (1932 р.), Бааде Ст разом з Цвіки Ф. в 1933 році на з'їзді фізиків в Америці заявили про можливість утворення об'єкта під назвою нейтронна зірка. Це космічне тіло, що виникає у процесі вибуху наднових.

Однак усі викладки були лише теоретичними, оскільки довести практично таку теорію було неможливо через відсутність відповідного астрономічного устаткування й занадто малих розмірів нейтронної зірки. Але 1960 року стала розвиватися рентгенівська астрономія. Тоді, несподівано, нейтронні зірки були відкриті завдяки радіоспостереженням.

Відкриття

1967 став знаменним у цій галузі. Белл Д., будучи аспіранткою Х'юїша Еге., змогла відкрити космічний об'єкт – нейтронну зірку. Це тіло, що випускає постійне випромінювання радіохвильових імпульсів. Феномен порівняли з космічним радіомаяком через вузьку спрямованість радіопроменя, який виходив від об'єкта, що обертається дуже швидко. Справа в тому, що будь-яка інша стандартна зірка не змогла б зберегти свою цілісність за такої високої обертальної швидкості. На це здатні лише нейтронні зірки, серед яких першою відкритою став пульсар PSR B1919+21.

Доля масивних зірок дуже відрізняється від маленьких. У таких світилах настає момент, коли тиск газу вже не врівноважує гравітаційні сили. Такі процеси призводять до того, що зірка починає необмежено стискатися (колапсувати). При масі зірки, що перевищує сонячну в 1,5-2 рази, колапс буде неминучим. У процесі стиснення газ усередині зоряного ядра нагрівається. Спочатку все відбувається дуже повільно.

Колапс

Досягаючи певної температури, протон здатний перетворитися на нейтрино, які відразу залишають зірку, забираючи з собою енергію. Колапс посилюватиметься, доки всі протони не перейдуть у нейтрино. Таким чином утворюється пульсар або нейтронна зірка. Це ядро, що колапсує.

Зовнішня оболонка при утворенні пульсара отримує енергію стиснення, яка буде зі швидкістю не в одну тисячу км/сек. викинута у простір. При цьому утворюється ударна хвиля, здатна призвести до нового зіркоутворення. Така в мільярди разів перевищить початкову. Після такого процесу протягом часу від одного тижня до місяця зірка випромінює світло в кількості, що перевищує цілу галактику. Таке небесне світилоназивають надновою зіркою. Її вибух призводить до утворення туманності. У центрі туманності знаходиться пульсар або нейтронна зірка. Це так званий нащадок зірки, яка вибухнула.

Візуалізація

У глибинах усього простору космосу відбуваються дивовижні події, серед яких – зіткнення зірок. Завдяки найскладнішій математичній моделі вченим НАСАвдалося візуалізувати буяння величезної кількості енергії та виродження матерії, задіяної в цьому. Перед очима спостерігачів розігрується неймовірно потужна картина космічного катаклізму. Імовірність того, що відбудеться зіткненнянейтронних зірок - дуже велика. Зустріч двох таких світил у просторі починається з їхнього заплутування в гравітаційних полях. Маючи величезну масу, вони, так би мовити, обмінюються обіймами. При зіткненні відбувається сильний вибух, що супроводжується неймовірно потужним викидомгамма-випромінювання.

Якщо розглядати нейтронну зірку окремо, це залишки після вибуху наднової, у якій життєвий цикл закінчується. Маса зірки, що доживає свій вік, перевищує сонячну в 8-30 разів. Всесвіт часто освітлюється вибухами наднових світил. Імовірність того, що нейтронні світила зустрінуться у всесвіті, досить висока.

Зустріч

Цікаво, що під час зустрічі двох зірок розвиток подій не можна передбачити однозначно. Один із варіантів описує математична модель, запропонована вченими НАСА із Центру космічних польотів. Процес починається з того, що дві нейтронні зірки розташовуються одна від одної в космічному просторі на відстані приблизно 18 км. За космічними мірками нейтронні зірки з масою в 1,5-1,7 разів більше сонячної вважаються крихітними об'єктами. Їхній діаметр коливається в межах 20 км. Завдяки такій невідповідності обсягу та маси нейтронна зірка є володаркою найсильнішого гравітаційного та магнітного поля. Тільки уявіть собі: чайна ложка матерії нейтронного світила важить, як вся гора Еверест!

Виродження

Неймовірно високі гравітаційні хвилі нейтронної зірки, що діють навколо неї, є причиною того, що матерія не може бути у вигляді окремих атомів, які починають руйнуватися. Сама ж матерія переходить у вироджену нейтронну, в якій будова самих нейтронів не дасть змоги перейти зірці у сингулярність і потім – у чорну дірку. Якщо ж маса виродженої матерії почне збільшуватися через додавання до неї, то гравітаційні сили матимуть змогу подолати опір нейтронів. Тоді ніщо не перешкоджатиме руйнуванню структури, що утворилася внаслідок зіткнення нейтронних зіркових об'єктів.

Математична модель

Вивчаючи ці небесні об'єкти, вчені дійшли висновку, що щільність нейтронної зірки можна порівняти із щільністю речовини в ядрі атома. Її показники перебувають у межах від 1015 кг/м³ до 1018 кг/м³. Таким чином, самостійне існування електронів та протонів неможливе. Речовина зірки практично складається з одних нейтронів.

Створена математична модель демонструє, як потужні періодичні гравітаційні взаємодії, що виникають між двома нейтронними зірками, проривають тонку оболонку двох зірок і викидають у простір, що оточує їх, велика кількістьвипромінювання (енергії та матерії). Процес зближення відбувається дуже швидко, буквально за частки секунди. Внаслідок зіткнення утворюється тороїдальне кільце матерії з новонародженою чорною діркою в центрі.

Важливе значення

Моделювання таких подій має важливе значення. Завдяки їм вчені змогли зрозуміти, як утворюються нейтронна зірка та чорна діра, що відбувається при зіткненні світил, яким чином зароджуються та вмирають наднові та багато інших процесів космічного простору. Всі ці події є джерелом появи найважчих хімічних елементіву Всесвіті, ще більш важких, ніж залізо, нездатних утворитися іншим шляхом. Це говорить про дуже важливому значеннінейтронних зірок у всьому Всесвіті.

обертання небесного об'єктавеличезного обсягу довкола своєї осі вражає. Такий процес викликає колапс, але при цьому маса нейтронної зірки майже залишається незмінною. Якщо уявити, що зірка продовжуватиме стискатися, то, згідно із законом збереження моменту обертання, кутова швидкість обертання зірки збільшиться до неймовірних значень. Якщо для повного оборотузірці потрібно було приблизно 10 діб, то в результаті вона пророблятиме той же оборот за 10 мілісекунд! Це неймовірні процеси!

Розвиток колапсу

Вчені займаються дослідженням таких процесів. Можливо, ми станемо свідками нових відкриттів, які поки що для нас видаються фантастикою! Але що може бути, якщо уявити розвиток колапсу далі? Щоб легше було уявити, візьмемо порівняння пару нейтронна зірка/земля та його гравітаційні радіуси. Так от, при безперервному стисканні зірка може дійти до такого стану, коли нейтрони почнуть перетворюватися на гіперони. Радіус небесного тіла стане настільки маленьким, що перед нами виявиться грудка надпланетного тіла з масою та полем тяжіння зірки. Це можна порівняти з тим, якби земля стала за розмірами рівною м'ячику для пінг-понгу, а гравітаційний радіус нашого світила, Сонця, дорівнював би 1 км.

Якщо уявити, що маленька грудка зіркової речовини має тяжіння величезної зірки, він здатний утримати біля себе цілу планетарну систему. Але й щільність такого небесного тіла занадто висока. Через нього поступово перестають пробиватися промені світла, тіло ніби згасає, воно перестає бути видимим для ока. Не змінюється лише поле тяжіння, яке попереджає, що тут знаходиться гравітаційна діра.

Відкриття та спостереження

Вперше від злиття нейтронних зірок було зафіксовано зовсім недавно: 17 серпня. Два роки тому було зареєстровано злиття чорних дірок. Це настільки важлива подіяв галузі астрофізики, що спостереження одночасно вели 70 космічних обсерваторій. Вчені змогли переконатися в правоті гіпотез про гамма-сплески, вдалося спостерігати описаний раніше теоретиками синтез важких елементів.

Таке повсюдне спостереження за гамма-сплеском, гравітаційними хвилямиі видимим світломдало можливість визначити область на небі, в якій відбулася знаменна подія, та галактику, де були ці зірки. Це NGC 4993.

Безумовно, астрономи давно спостерігають за короткими. Але досі вони не могли точно сказати про їхнє походження. За основною теорією була версія злиття нейтронних зірок. Тепер вона підтвердилась.

Для опису нейтронної зірки за допомогою математичного апаратувчені звертаються до рівняння стану, що зв'язує щільність із тиском речовини. Однак таких варіантів безліч, і вчені просто не знають, який з існуючих буде правильним. Є надія, що гравітаційні спостереження допоможуть вирішити це питання. на Наразісигнал не дав однозначної відповіді, але вже допомагає оцінити форму зірки, яка залежить від гравітаційного тяжіннядо другого світила (зірки).

Кінцевим продуктом еволюції зірок називають нейтронні зірки. Розмірами та масою вони просто вражають уяву! Маючи розмір до 20 км у діаметрі, але масою як . Щільність речовини у нейтронної зірки у багато разів перевищує густину атомного ядра. З'являються нейтронні зірки під час спалахів наднових.

Більшість відомих нейтронних зірок мають вагу приблизно 1,44 мас Сонцяі одно межі маси по Чандрасекара. Але теоретично можливо вони можуть мати і до 2,5 мас. Найважчі з відкритих на сьогоднішній момент має вагу 1,88 Сонячної маси, І називається вона - Vele X-1, і друга з масою 1,97 Сонячної - PSR J1614-2230. При подальшому збільшення щільності зірка перетворюється вже на кваркову.

Магнітне поле у ​​нейтронних зірок дуже сильне і досягає 10-12 ступеня Гс, Землі поле дорівнює 1Гс. Деякі нейтронні зірки з 1990 року ототожнені як магнетари - це зірки у яких магнітні поля йдуть далеко за межі 10-14 ступеня Гс. За таких критичних магнітних полів змінюється і фізика, з'являються релятивістські ефекти (відхилення світла магнітним полем), і поляризація фізичного вакууму. Нейтронні зірки були передбачені, а вже потім відкриті.

Перші припущення були зроблені Вальтер Бааде і Фріц Цвіккі в 1933 році, вони зробили припущення, що нейтронні зірки народжуються внаслідок вибуху наднової. За розрахунками, випромінювання цих зірок дуже маленьке, його просто неможливо виявити. Але в 1967 році аспірантка Х'юїша Джоселін Белл відкрила , який випускав регулярні радіоімпульси.

Такі імпульси виходили в результаті швидкого обертання об'єкта, але звичайні зірки від такого сильного обертання просто розлетілися б, і тому вирішили, що це нейтронні зірки.

Пульсари в порядку зменшення швидкості обертання:

Ежектор це радіопульсар. Мала швидкість обертання та сильне магнітне поле. У такого пульсара магнітне поле та зірка обертається разом з рівною кутовий швидкістю. У певний момент лінійна швидкістьполя досягає швидкості світла і починає перевершувати її. Далі вже дипольне поле не може існувати і лінії напруженості поля рвуться. Рухаючись цими лініями заряджені частинки досягають обриву і зриваються, таким чином вони залишають нейтронну зірку і можуть відлітати на будь-яку відстань аж до нескінченності. Тому ці пульсари називають ежектори (віддавати, вивергати) - радіопульсари.

ПропелерУ нього вже немає такої швидкості обертання як у ежектора, щоб розганяти частинки до післясвітлової швидкості, тому бути радіопульсаром він не може. Але швидкість обертання в нього ще дуже висока, речовина, захоплена магнітним полем, не може ще впасти на зірку, тобто акреція не відбувається. Такі зірки вивчені дуже погано, оскільки спостерігати їх практично неможливо.

Акретор це рентгенівський пульсар. Зірка обертається вже не так швидко і речовина починає падати на зірку, падаючи на лінія магнітного поля. Падаючи в районі полюса на тверду поверхню речовина розігрівається до десятків мільйонів градусів, у результаті виходить рентгенівське випромінювання. Пульсації відбуваються в результаті того, що зірка ще обертається, а так як область падіння речовини всього близько 100 метрів, то пляма періодично пропадає з виду.

Вона виникає після вибуху Наднової.

Це — захід сонця життя зірки. Її гравітація має таку силу, що вона скидає електрони з орбіт атомів, перетворюючи їх на нейтрони.

Коли вона втрачає підтримку свого внутрішнього тиску, вона хлопається, і це призводить до вибуху Наднової.

Залишки цього тіла стають нейтронною зіркою, маса якої становить 1,4 від маси Сонця, а радіус майже дорівнює радіусуМанхеттена у США.

Вага шматочка цукру із щільністю нейтронної зірки дорівнює…

Якщо, наприклад, взяти шматочок цукру об'ємом 1 см 3 і уявити, що він виготовлений з речовини нейтронної зірки, То його маса склала б приблизно близько мільярда тонн. Це дорівнює масі приблизно 8 тисяч авіаносців. Маленький об'єкт з неймовірною щільністю!

Новонароджена нейтронна зірка може похвалитися високою швидкістю обертання. Коли масивна зіркаперетворюється на нейтронну, швидкість її обертання змінюється.

Обертова нейтронна зірка - природний електрогенератор. Її обертання створює потужне магнітне поле. Ця величезна силамагнетизму захоплює електрони та інші частинки атомів і відправляє їх углиб Всесвіту величезної швидкості. Високошвидкісні частинки мають властивість випромінювати радіацію. Мерехтіння, яке ми спостерігаємо у зірок-пульсарів, є випромінювання цих частинок.Але ми помічаємо його лише тоді, коли його випромінювання спрямоване в наш бік.

Нейтронна зірка, що обертається, — це Пульсар, екзотичний об'єкт, що з'явився, після вибуху Наднової. Це захід її життя.

густина нейтронних зірокрозподілено по-різному. Вони мають кора, що відрізняється неймовірною щільністю. Але сили усередині нейтронної зірки здатні пробити кору. І коли це відбувається, зірка коригує своє становище, що призводить до зміни її обертання. Це називається: кора тріснула. На нейтронній зірці відбувається вибух.

Статті