Ясная начное неба ўсеяна незлічонай колькасцю зорак. І сярод разнастайных разнавіднасцяў аддаленых ад калыскі чалавецтва і раскіданыя ў бясконцай прасторы Сусвету далёкіх сонцаў, галактык, чорных дзюр і іншых цікаўных аб'ектаў асобнай катэгорыяй ідуць касмічныя цела, здзіўляць ўласнымі характарыстыкамі, бо валодаюць ўражлівай масай пры дзіўна немаладых габарытах. Пра тое, што ўяўляе сабой нейтронная зорка, астранамічны аб'ект, які працягвае турбаваць дапытлівыя розумы навукоўцаў, - у матэрыяле 24СМИ.
Чым нейтронных зоркі адрозніваюцца ад звычайных
Оценённые зоркі неверагодна малыя і адначасова цяжкія - іх маса параўнальная з сонечнай, а часам нават перавышае яе.
Самыя незвычайныя мастакі
Паводле даследаванняў астрафізікаў з Германіі, маса невращающихся нейтронных зорак часам перавышае масу Сонца ў больш чым 2 разы, у той час як іх сярэдні радыус складае 10-20 км. Калі ўзяць чайную лыжку любога рэчыва з паверхні Зямлі - яе маса будзе не больш за кілаграм, у той час як матэрыя таго ж аб'ёму, узятая з нетраў самых шчыльных нейтронных зорак, перавысіць значэнне, роўнае дзясяткам мільярдаў тон.
Оценённые зоркі ўладкованыя наступным чынам: іх паверхня - або кара - складаецца з атамных ядраў і электронаў, які застаўся аб'ём прадстаўлены ў выглядзе «нейтроннай вадкасці», а ў цэнтры размешчана ядро. Будова слаёў ўмоўна падзяляюць на пяць частак: атмасферу, знешнюю і ўнутраную структуру кары, вонкавае і глыбіннае ядро.
За кошт высокай шчыльнасці рэчыва нейтронных зорак, якая роўная ў сярэднім 10 ^ 19 кг / м ^ 3, і маленечкіх памераў фармуецца паскарэнне вольнага падзення на паверхню, праўзыходнае зямное ў 100 млрд раз. Гравітацыя такога касмічнага цела настолькі вялікая і так моцна паскарае які падае на яе аб'ект, што ў выпадку сутыкнення з карой ўдар будзе такой сілы, што імгненна расшчэпіць рэчыва на нейтроны.
Як з'яўляюцца оценённые зоркі
Разгляданыя касмічныя аб'екты зараджаюцца пасля выбуху звышновых. Завяршыўшы працэс эвалюцыі, яны падвяргаюцца некалькім «метамарфозам». На пытанне, якія зоркі ператвараюцца ў оценённые, магчыма адказаць наступным чынам: касмічныя цела з недастатковай масай, да прыкладу, як у Сонца, пазбаўляюцца знешніх слаёў і пераўтворацца ў белых карлікаў; калі маса дасягае неабходнай адзнакі, пасля калапсу свяціла ператвараецца ў чорную дзірку, калі не - то ў нейтронных зорак.Гісторыя даследавання
Нейтрон быў упершыню адкрыты ў 1932 году Джэймсам Чедвиком. Аднак яшчэ да гэтай падзеі навуковец з СССР Леў Ландау ў сваім матэрыяле, надрукаваным зімой 1931 года, прагназаваў, што парушэнне законаў квантавай механікі не за гарамі. Савецкі фізік-тэарэтык запэўніваў, што выявіцца падобнае наступным чынам: калі шчыльнасць рэчывы будзе настолькі вялікі, што атамныя часціцы апынуцца ў цеснай сувязі, адбудзецца фарміраванне аднаго вялізнага ядра.
У пачатку 1933 гады два астранома, Фрыц Цвикки і Вальтэр Бааде, агучылі першае ўстойлівае выказванне адносна таго, што існуе такі аб'ект, як нейтронная зорка. Навукоўцы вылучылі шэраг абгрунтаванняў ў абарону ўласнай канцэпцыі адукацыі нейтроннага свяціла пасля выбуху звышновай. Гэтыя даследаванні прадэманстравалі, што выпраменьвання, выходныя ад нейтронных зорак, не зафіксаваныя з-за недастатковага ўзроўню аптычнага абсталявання той эпохі.
1967 год, Кембрыдж. Джоселин Бэл выявіла радыёімпульсы, выходныя ад зорак, якія, паводле сёньняшніх звестках, прылічаюць да разраду моцна намагнічаныя і хутка якія верцяцца нейтронных касмічных тэл, названых пульсарамі, - гэта падзея прывяло да адкрыцця першай у гісторыі нейтроннай зоркі.
Віды нейтронных зорак
Оценённые касмічныя аб'екты ўзаемадзейнічаюць з навакольным матэрыяй па двух асноўных крытэраў - хуткасці кручэння і ўзроўню магнітнага поля. Па меры развіцця такія цела становяцца больш павольна, што цягне за сабой паслабленне магнітнага поля, таму іх і падзяляюць на розныя тыпы.
Спіс нейтронных аб'ектаў у парадку зніжэння перыяду кручэння:
1) эжектора:
Высокі ўзровень магнітнага поля і нізкая ступень абаротаў. На асаблівым радыусе кручэння поля хуткасць набліжаецца да светлавой. Пакідаючы межы гэтага радыуса, якая была тыповай дыпольныя полі не здольна працаваць, таму ўзнікаюць абрывы, пасля чаго зараджаныя часціцы адпраўляюцца ў міжзоркавае прастору. Зорка пачынае «эжектировать» (спаганяць) релятивистки зараджаныя часціцы. На Зямлі эжектора залічваюць да радиопульсарам.
2) «Прапелеры»:
З-за нізкай хуткасці абаротаў не адбываецца эжекции часціц, з прычыны чаго разгляданы выгляд аб'екта не здольны быць радиопульсаром. Разам з тым набранай хуткасці хапае, каб матэрыя не ўпала на паверхню.
3) Аккреторы:
Хуткасць зніжана так моцна, што матэрыя свабодна падае на нейтронаў цела, разагрэву яго полюса і павялічваючы тэмпературу на мільёны градусаў. Нагрэлі, рэчыва пачынае выпраменьваць яркае свячэнне, па гэтай прычыне такія аб'екты называюць рэнтгенаўскімі пульсарамі.
4) Георотаторы:
Хуткасць абаротаў малая, што не перашкаджае аккреции. Аднак за кошт асаблівых памераў магнітасфэры магнітнае поле спыняе плазму да таго, як яна сутыкнецца з гравітацыяй. Падобная з'ява адбываецца ў магнітасферы Зямлі.
5) Эргозвезды:
Так называюць тэарэтычна існуючую разнавіднасць нейтронных аб'ектаў, якія валодаюць эргосферой, адукацыя якіх, як мяркуецца, адбываецца ў выніку зліцця двух верцяцца нейтронных зорак.
«Магнітныя» зоркі
Зоркі гэтага класа характарызуюцца неверагодна моцным магнітным полем, што ў мільёны разоў пераўзыходзіць па магутнасці любы створаны штучна магніт і ў трыльён раз - поле Зямлі. Пры гэтым дыяметр гэтых тэл амаль не адрозніваецца ад такога ў нейтронных свяцілаў і роўны 10-20 км.У 1980-я гады мінулага стагоддзя з'явілася гіпотэза, што мяккія гама-рэтранслятары і анамальныя рэнтгенаўскія пульсар з'яўляюцца разнавіднасцю магнетаров.
Пра існаванне разгляданых аб'ектаў сталі падазраваць у 1979 годзе, калі два савецкіх касмічных беспілотніка, скінутых у атмасферу Венеры, апынуліся здзіўлены каласальным гама-выпраменьваннем. Гэта падзея прывяло да таго, што навукоўцы зафіксавалі анамальныя лічбы - замест звыклых 100 імпульсаў у секунду дэманстраваліся паказчыкі ў 200 тысяч. Тое, што адбылося падзея назвалі наймагутнай хваляй внесолнечных гама-выпраменьванняў з калі-небудзь заўважаных.
Займальная асаблівасць
Каля 5% нейтронных аб'ектаў адрозніваюцца наступнай асаблівасцю: існуюць у падвойных сістэмах - яны злучаныя з белымі карлікамі, чырвонымі гігантамі або іншымі нейтроннай зоркі.
Здагадка аб наяўнасці ў Сусвеце падвойных зорак было ўпершыню агучана Джонам Мичеллом ў 1767 годзе ў Каралеўскім грамадстве: ён адзначыў, што мноства касмічных свяцілаў, назіраных як падвойныя, маюць паўнавартасную фізічную сувязь.
У пачатку 2003 года аўстралійскія радыёастраномы знайшлі першую двайную сістэму з двума пульсарамі, то ёсць якая складаецца з двух гравітацыйна звязаных нейтронных тэл.
Вядомыя оценённые зоркі
Навукоўцамі адкрыта больш за 2.000 нейтронных аб'ектаў, 90% з іх - адзінкавыя зоркі, тыя, што засталіся складаюцца ў зорных сістэмах. Паводле даследаванняў навуковай супольнасці, у нашай галактыцы размешчана ад 100 млн да 1 млрд нейтронных тэл.Найбольшым з усіх апынуўся пульсар PSR J0740 + 6620 - яго маса роўная 2,17 масы Сонца пры дыяметры ў 20-25 кіламетраў. Ён знойдзены у 2019 годзе і размешчаны ў 4600 светлавых гадоў ад Зямлі. Вядома ўсяго некалькі нейтронных зорак, маса якіх перавышае сонечную ў 2 разы. Адкрыццё аб'екта дапаможа фарміраванні яшчэ не створанага ўраўненні - на яго аснове высвятляць стан матэрыі ў глыбіні нейтронных тэл.
тыфон
У старажытных паданнях неаднаразова сустракаецца згадка пра інфернальна падзеі, калі над Зямлёй праляцеў дзіўны касмічны аб'ект, які зваўся другім Сонцам. Адштурхваючыся ад розных довадаў, магчыма выказаць здагадку, што ў нашай Сонечнай сістэме прысутнічае нябеснае цела велічэзных памераў, што рухаецца вакол Бетэльгейзе з перыядычнасцю ў 4-5 тысяч гадоў. Народы старажытнасці называлі яго тыфона, Агністым Змеем, Медузы Гаргоны і т. Д.
Па ўсёй бачнасці, яно адносіцца да нейтронных зорках тыпу «прапелер», чыя матэрыя згарэла ў выніку эвалюцыйных працэсаў, а маса знізілася пасля эмісіі нейтронаў з яе кары.
Апісанне набліжэння Тыфона да Зямлі, выкладзенае Апаладор ў 146 годзе да н. э., малюе вобраз міфічнага аперазанага кольцамі дыму і закранае верхавінай зоркі стогаловых пачвары-дракона. Перавярнуўшыся горы і працягнуўшы рукі на захад і ўсход. Згодна з запісам старажытнага аўтара, Тыфон быў неабсяжных памераў і раскідваў камяні, абрамленыя агнём.
Пліній у «Натуральнай гісторыі» 77 года н. э. пісаў пра застрашвалую камету, што назіралі людзі Эфіопіі і Егіпта. Яна круцілася нібы ваўчок, палохаючы народ і уводзячы ў жах. Тыфон, ўладыка таго часу, даручыў назваць агністы шар сваім імем.
Прыведзеныя згадкі - толькі частка з таго, што казалі старажытныя людзі па астраноміі целе, што пудзіла і прымушала ўглядацца ў неба. Нейтронная зорка - магчыма, як раз яна стала прычынай страху народаў старажытнасці. Так ці інакш, зоркі і іншыя касмічныя аб'екты заўсёды прыкоўвалі да сябе ўвагу чалавецтва, ўзбуджалі ўяўленне, зачароўвалі і прымушалі думаць, што ў бязмежным космасе яшчэ маса невядомага і жыве ў нястачы ў спазнаньні.