Нейтронные звезды

Главная - Астрономия, авиация, космонавтика - Нейтронные звезды

Зори состоят из сильно нагретого ионизированного газа, сжатого общим гравитационным притяжінням. При углублении в недра звезды давление, плотность и температура газа возрастают (в центре звезды температура достигает 15-20 млн. градусов). Источником энергии являются ядерные реакции преобразования легких химических элементов на более тяжелые (в основном водороде на гелий). Температуру внешних пластов звезды определяют за их цветом: красные звезды имеют 2000 - 3000 0 С, желтые - 6000 -7000 0 С, белые - 12000 0 С, голубые - 25000 0 С. Основные типы звезд за размером - гиганты и карлики. К последним принадлежат и наше Солнце.

Существует много зрение с разными особенностями. Это двойные звезды (смрада оборачиваются вокруг общего центра массы), нейтронные и сменные (находятся в нестационарном стане). Нейтронные звезды - это надгустые звезды, вещество которых составляется в основном из виродженого газа нейтронов с небольшой примесью других элементарных частичек. Масса нейтронной звезды близкая к массе Солнца. Смрада являются конечными стадіями эволюции звезд с массами до двух масс Солнца и образовываются после вспышек надновых звезд. Нейтронные звезды обнаруживают себе как пульсары, а также как барстери - звезды с мощным излучением энергии в рентгеновском диапазоне, которые вспыхивают с огромной энергией.

К моменту открытия пульсаров было уже известно, что конечным продуктом эволюции звезд есть компактные массивные объекты, плотность которых во много раз больше, чем в обычных зірок.

После того как звезда исчерпает свои источники энергии, она начинает остывать и сжиматься. При этом физические свойства газа кардинально меняются, так что его давление сильное возрастает. Если масса звезды небольшая, то силы гравитации сравнительно слабый и сжатие звезды (гравитационный коллапс) прекращается. Она переходит в стойкий стан белого карлика. Но если масса превышает некоторое критическое значение, сжатие продлевается. При очень высокой плотности электроны, соединяясь с протонами, образуют нейтральные частицы - нейтроны. В скором времени уже почти вся звезда состоит из одних нейтронов, который настолько тесно прижат друг к другу, которая огромная звездная масса зосереджується в очень небольшой снопе радиусом несколько километров и сжатие останавливается. Плотность этого шара - нейтронной звезды - удивительно большая даже в сравнении с плотностью белых карликов: она может превышать 10 млн т/см?.

Существование нейтронных звезд предсказал еще в 1932 г. советский физик Лев Давидович Ландау, а в 1934 г. работали в США Вальтер Бааде и Фриц Цвикки предположили, что эти звезды являются остатками взрывов сверхнових. Естественно, после того как оказалась связь пульсаров с остатками вспышек сверхнових, было высказано мысль, что пульсары и нейтронные звезды - это те самые объекты.

Аким же образом пульсары излучают электромагнитные волны? При сжатии звезды увеличивается не только ее плотность. Соответственно закону сохранения момента количества движения, с уменьшением радиуса звезды растет скорость ее обращения. При коллапсе огромной массивной звезды к размерам порядка нескольких десятков километров период обращения уменьшается к сотым и даже тысячным частицам секунды, т.е. к характерным периодам изменяемости пульсаров. Кроме этого сильно уплотняется и магнитное поле звезды.

На поверхности нейтронной звезды, где нет такого большого давления, нейтроны могут снова распадаться на протоны и электроны. Сильное магнитное поле разгоняет легкие электроны к скоростям, близким к скорости света, и выбрасывает их в околозвездное пространство. Заряженные частицы двигаются только вдоль магнитных силовых линий, поэтому электроны оставляют зоркую именно от ее магнитных полюсов, где силовые линии выходят наружу. Перемещая вдоль силовых линий, электроны выпускают излучения в направлении своего движения. Это излучение представляет собой два узких пучка электромагнитных волн. Если магнитная ось звезды (так же, как и Земли) не совпадает с осью обращения, то пучки излучения будут оборачиваться с периодом, равным периода обращения звезды. Мы наблюдаем это излучение в том случае, когда, описывая окружность в просторные, луче пробегают по земной поверхности. Так что назва «пульсары» не совсем точно: они не пульсируют, а оборачиваются.

Во внешнем пласте нейтронной звезды происходят и другие необыкновенные явления. Там, где плотность вещества еще недостаточно большая для разрушения ядер, они могут образовывать твердую кристаллическую структуру. И звезда покрывается твердой коркой, подобный земной коре, но только в невообразимое число раз плотнее. При замедлении обращения пульсара в этой твердой корке создаются напряжения. После того как они достигнут определенной величины, корка начинает раскалываться. Это явление называется зіркотрясінням по аналогии с земными тектоническими процессами. Возможно, под такими зіркотрясіннями понимаются скачкообразные изменения периодов некоторых пульсарів.

Пока неизвестно, или есть вспышки зверхнових единым источником образования нейтронных звезд, или они могут возникать и в результате более спокойных процессов.Открытие пульсаров мало большое значение не только для астрономии. Оно послужило стимулом для развития многих областей физики. Изучение пульсаров разрешает исследовать свойства могущественных гравитационных и магнитных полей, совсем недоступных в земных условиях. Высокое постоянство периодов пульсаров дало возможность с большой точностью измерить период обращения Земли. Изменяясь при прохождении через межзвездный газ, излучение пульсаров несет важную информацию о соединении и физических свойствах межзвездной среды.