Zvijezda neutrona je ... Definicija, struktura, povijest otkrića i zanimljive činjenice

Predmeti raspravljeni u članku otkriveni su slučajno, iako su znanstvenici Landau LD i Oppenheimer R. predvidjeli njihovo postojanje još 1930. godine. Radi se o neutronskim zvijezdama. U članku će se raspravljati o karakteristikama i karakteristikama ovih kozmičkih svjetala.

Neutron i zvijezda istog imena

Nakon predviđanja postojanja neutronskih zvijezda u 1930-ima i nakon otkrivanja neutrona (1932.), Baade V. zajedno s Zwickom F. 1933. godine na kongresu fizičara u Americi najavio je mogućnost formiranja objekta nazvanog neutronska zvijezda. Ovo je kozmičko tijelo koje se pojavljuje u procesu eksplozije supernove.

Međutim, svi izračuni bili su samo teorijski jer nije bilo moguće dokazati takvu teoriju u praksi zbog nedostatka odgovarajuće astronomske opreme i premalene neutronske zvijezde. Ali 1960. godine, X-ray astronomija počela se razvijati. Zatim, vrlo neočekivano, zvijezde neutrona otkrivene su zahvaljujući radio-opažanjima.

otkriće

1967. bio je orijentir na ovom području. Bell D., koji je diplomirao student Hewish E., mogao je otvoriti svemirski objekt - neutronsku zvijezdu. To je tijelo koje emitira konstantno zračenje impulsa radio valova. Fenomen je uspoređen sa svemirskim radio beaconom zbog uske usmjerenosti radijalne zrake koja je nastala iz vrlo brzog rotirajućeg objekta. Činjenica je da bilo koja druga zvijezda standarda ne bi mogla održati svoj integritet pri takvoj visokoj rotacijskoj brzini. To su sposobne samo neutronske zvijezde, među kojima je pulsar PSR B1919 + 21 postao prvi otvoren.

Sudbina masivnih zvijezda vrlo je različita od malih zvijezda. U takvim svjetiljkama dolazi vrijeme kada tlak plina više ne balansira gravitacijske sile. Takvi procesi dovode do činjenice da zvijezda počinje ugovoriti na neodređeno vrijeme (kolaps). Kada masa zvijezde prekorači solarnu frekvenciju faktorom od 1,5-2, kolaps je neizbježan. U postupku kompresije, plin unutar zvjezdane jezgre se zagrijava. U početku se sve događa vrlo sporo.

kolaps

Postizanje određene temperature, proton se može pretvoriti u neutrino, koji odmah napušta zvijezdu i uzima energiju. Kolaps će se pojačati dok se svi protoni ne pretvore u neutrini. Tako nastaje pulsarna ili neutronska zvijezda. Ovo je srušena jezgra.

Vanjska ljuska, kada se formira pulsar, prima energiju kompresije, koja nakon toga neće biti brzinom od 1000 km / s. bačen u svemir. U tom slučaju nastaje udarni val koji može dovesti do stvaranja nove zvijezde. Na takvima zvijezda svjetlosti u milijardama puta veći od izvornika. Nakon takvog postupka, za vrijeme od jednog tjedna do mjeseca, zvijezda emitira svjetlost u iznosu koji prelazi cijelu galaksiju. Takvo nebesko tijelo zove se supernova. Njegova eksplozija dovodi do stvaranja maglice. U središtu maglice je pulsar, ili neutronska zvijezda. Ovo je tzv. Potomak zvijezde koja je eksplodirala.

vizualizacija

U dubinama čitavog prostora, događaju se nevjerojatni događaji, među njima - sukob zvijezda. Zahvaljujući najsloženijem matematičkom modelu, NASA-ini znanstvenici uspjeli su vizualizirati pobunu velike količine energije i degeneraciju materije koja je uključena u nju. Prije očiju promatrača, igra se nevjerojatno moćna slika prostornog kataklizma. Vjerojatnost sudara neutronskih zvijezda je vrlo visoka. Susret dviju takvih svjetiljki u svemiru počinje njihovim zapetljanjem u gravitacijskim poljima. Posjedujući veliku masu, oni, tako da govore, razmjenjuju zagrljaje. Kada dođe do sudara dolazi do snažne eksplozije, praćene nevjerojatno jakom emisijom gama zračenja.

Ako uzmemo u obzir zvijezdu neutrona zasebno, to su ostaci nakon eksplozije supernove, u kojem završava životni ciklus. Masa zvijezde koja preživljava svoje stoljeće premašuje sunčevu zvijezdu za 8-30 puta. Svemir je često osvijetljen eksplozijama supernove. Vjerojatnost da će se neutronske svjetiljke susresti u svemiru prilično je visoka.

sastanak

Zanimljivo je da kada se dvije zvijezde sastaju, razvoj događaja ne može se nedvosmisleno predvidjeti. Jedna od opcija opisuje matematički model koji su predložili NASA-ini znanstvenici iz svemirskog letačkog centra. Proces počinje s činjenicom da su dvije zvijezde neutrona smještene jedna od druge u vanjskom prostoru na udaljenosti od oko 18 km. Kozmičkim standardima zvijezde neutrona s masom od 1,5-1,7 puta veće od solarnih zvijezda smatraju se sitnim predmetima. Njihov promjer varira unutar 20 km. Zbog ove razlike između volumena i mase, neutronska zvijezda je vlasnik najsnažnijih gravitacijskih i magnetskih polja. Zamislite: čajna žličica materije neutronske zvijezde teži kao cijela planina Everesta!

degeneracija

Nevjerojatno visoka gravitacijski valovi neutronska zvijezda, koja djeluje oko nje, razlog je što materija ne može biti u obliku zasebnih atoma, koji se počinju raspadati. Sama materija prolazi u degenerirani neutron, u kojem struktura neutrona ne dopušta zvijezdi da prođe u singularnost, a zatim u crnu rupu. Ako se mase degenerativne tvari počne povećavati zbog dodavanja, gravitacijske sile će moći prevladati otpor neutrona. Zatim ništa neće spriječiti uništavanje strukture nastalog kao posljedica sudara objekata neutronske zvijezde.

Matematički model

Proučavajući ove nebeske predmete, znanstvenici su došli do zaključka da je gustoća zvijezde neutrona usporediva s gustoćom tvari u jezgri atoma. Njegovi pokazatelji su u rasponu od 1015 kg / msup3 - do 1018 kg / msup3-. Dakle, neovisno postojanje elektrona i protona je nemoguće. Supstancija zvijezde praktički se sastoji od samo neutrona.

Stvoreni matematički model pokazuje kako snažne periodičke gravitacijske interakcije koje proizlaze između dvije zvijezde neutrona probijaju tanku školjku dviju zvijezda i bacaju veliku količinu zračenja (energije i materije) u prostor koji ih okružuje. Proces približavanja je vrlo brz, doslovce u djeliću sekunde. Kao rezultat sudara, formira se toroidalni prsten tvari s novorođenčanim crnim otvorom u sredini.

važna

Modeliranje takvih događaja je važno. Zahvaljujući njima, znanstvenici su mogli shvatiti kako nastaju neutroni zvijezda i crna rupa, što se događa u sudaru svjetiljki, kako nastaju supernova i mnogi drugi procesi svemira i umiru. Svi ti događaji su izvor pojave najtežih kemijskih elemenata u svemiru, čak i teži od željeza, ne mogu formirati drugačije. To ukazuje na vrlo važnu vrijednost neutronskih zvijezda u cijelom svemiru.

Zapanjujuća je rotacija nebeskih predmeta ogromnog volumena oko svoje osi. Takav proces uzrokuje kolaps, ali masa neutronske zvijezde ostaje praktički ista. Ako zamislimo da će se zvijezda nastaviti ugovoriti, tada, prema zakonu očuvanja kutnog momenta, kutna brzina rotacije zvijezde će se povećati do nevjerojatnih vrijednosti. Ako je za punu revoluciju zvijezda trebala oko 10 dana, kao rezultat, to će učiniti isto za 10 milisekundi! To su nevjerojatni procesi!

Razvitak kolapsa

Znanstvenici se bave proučavanjem takvih procesa. Možda ćemo svjedočiti nova otkrića, koja nam se čini fantastičnom! Ali što ako zamislimo daljnji razvoj kolapsa? Da bi bilo lakše zamisliti, uzmimo za usporedbu para neutronskog zvijezda / Zemlje i njihovih gravitacijskih radijusa. Dakle, s kontinuiranom kompresijom, zvijezda može doći do stanja u kojoj se neutroni počinju pretvoriti u hiperone. Polumjer nebeskih tijela postat će toliko malen da će se pred nama pojaviti grudi superplanetarnog tijela s masovnim i gravitacijskim poljem zvijezde. To se može usporediti s načinom na koji zemlja postane jednaka veličini s loptom za ping-pong, a gravitacijski radijus našeg Sunca, Sunce, bio bi jednak 1 km.

Ako zamislimo da mala lopta zvjezdane materije posjeduje privlačnost velike zvijezde, onda je u stanju zadržati cijeli planetski sustav pored sebe. Ali gustoća takvog nebeskog tijela je previsoka. Kroz njega postupno izbacuju zrake svjetlosti, tijelo izgleda da izlazi, prestaje biti vidljiva oku. Ne mijenja samo gravitacijsko polje, koje upozorava da postoji gravitacijska rupa.

Otkrića i promatranja

Po prvi puta, gravitacijski valovi iz fuzije neutronskih zvijezda zabilježeni su nedavno: 17. kolovoza. Prije dvije godine zabilježene su spajanja crnih rupa. Ovo je toliko važan događaj na području astrofizike da su zapažanja istodobno vodila 70 opservatorija prostora. Znanstvenici su mogli potvrditi ispravnost hipoteza gama-zraka, moguće je promatrati sintezu teških elemenata koje su prethodno opisali teoretičari.

Takvo opće promatranje snimanja gama zraka, gravitacijskih valova i vidljive svjetlosti omogućilo je određivanje regije na nebu u kojem se dogodio značajan događaj i galaksije gdje su bile te zvijezde. Ovo je NGC 4993.

Naravno, astronomi su dugo promatrali kratke eksplozije gama zračenja. Ali do sada nisu mogli točno reći o njihovom podrijetlu. Iza osnovne teorije bila je verzija spajanja neutronskih zvijezda. Sada je potvrđeno.

Za opis neutronske zvijezde uz pomoć matematičkog aparata znanstvenici se okreću jednadžbi države, koja se odnosi na gustoću tlaka materije. Međutim, postoji mnogo takvih varijanti, a znanstvenici jednostavno ne znaju koja će od postojećih biti točna. Postoji nada da će gravitacijska promatranja pomoći u rješavanju ovog problema. Trenutačno signal nije davao jednoznačan odgovor, već već pomaže u procjeni oblika zvijezde, što ovisi o gravitacijskoj privlačnosti druge zvijezde (zvijezde).