Как устроены нейтронные звезды


С момента зарождения Вселенной прошло уже более десятка миллиарда лет, в течение которых происходит звездная эволюция, осуществляется изменение состава космического пространства. Одни космические объекты исчезают, а на их месте появляются другие. Этот процесс происходит постоянно, однако из-за огромных временных промежутков, мы в состоянии наблюдать только один единственный кадр колоссальной и увлекательной мультисессии.

Мы видим Вселенную во всей красе, наблюдая жизнь звезд, этапы эволюции и момент предсмертной агонии. Смерть звезды – это всегда грандиозное и яркое событие. Чем крупнее и массивнее звезда, тем масштабнее катаклизм.

Нейтронная звезда является ярким примером такой эволюции, живым памятником былого звездного могущества. В этом и заключается весь парадокс. На месте массивной звезды, размеры и масса которой в десятки и сотни раз превышают аналогичные параметры нашего Солнца, возникает крошечное небесное тело диаметром в пару десятков километров. Такое превращение не происходит в один момент. Образование нейтронных звезд — результат длинного эволюционного пути развития космического монстра, растянутого в пространстве и во времени.

Физика нейтронных звезд


Подобные объекты немногочисленны во Вселенной, как может показаться на первый взгляд. Как правило, нейтронная звезда может быть одна на тысячу звезд. Секрет такого небольшого числа заключается в уникальности эволюционных процессов, которые предшествуют рождению нейтронных звезд. Все звезды по-разному проживают свою жизнь. По-разному выглядит и финал звездной драмы. Масштабы действа определяются массой звезды. Чем больше масса космического тела, чем массивнее звезда, тем выше вероятность того что ее смерть будет быстрой и яркой.

Постоянно увеличившиеся силы гравитации приводят к трансформации звездного вещества в тепловую энергию. Этот процесс невольно сопровождается колоссальным выбросом – взрывом Сверхновой. Результатом такого катаклизма становится новый космический объект – нейтронная звезда.

Проще говоря, звездная материя перестает быть топливом, термоядерные реакции утрачивают свою интенсивность и не в состоянии поддерживать в недрах массивного тела необходимые температуры. Выходом из создавшегося состояния становится коллапс — обрушение звездного газа на центральную часть звезды.

Все это приводит к мгновенному высвобождению энергии, разбрасывающей внешние слои звездной материи во все стороны. На месте звезды возникает расширяющаяся туманность. Такая трансформация может произойти с любой звездой, однако при этом результаты коллапса могут быть разными.


Если масса космического объекта невелика, к примеру, мы имеем дело с желтым карликом вроде Солнца, на месте вспышки остается белый карлик. В том случае, если масса космического монстра превышает солнечную массу в десятки раз, в результате обрушения мы наблюдаем вспышку Сверхновой. На месте былого звездного величия образуется нейтронная звезда. Сверхмассивные звезды, масса которых в сотни раз больше массы Солнца, завершают свой жизненный цикл, нейтронная звезда является промежуточным этапом. Продолжающееся гравитационное сжатие приводит к тому, что жизнь нейтронной звезды завершается появлением черной дыры.

В результате коллапса от звезды остается только ядро, продолжающееся сжиматься. В связи с этим, характерной особенностью нейтронных звезд являются высокая плотность и огромная масса при мизерных размерах. Так масса нейтронной звезды диаметром 20 км. в 1,5-3 раза больше массы нашей звезды. Происходит уплотнение или нейтронизация электронов и протонов в нейтроны. Соответственно, при уменьшении объема и размеров, стремительно увеличивается плотность и масса звездного вещества.

Состав нейтронных звезд


Точная информация о составе нейтронных звезд отсутствует. На сегодняшний день ученые-астрофизики при изучении подобных объектов пользуются рабочей моделью, предложенной физиками – ядерщиками.

Предположительно, звездное вещество в результате коллапса трансформируется в нейтронную, сверхтекучую жидкость. Этому способствует огромное гравитационное притяжение, оказывающее постоянное давление на вещество. Такая «ядерная жидкая субстанция» называется вырожденный газ и в 1000 раз плотнее воды. Атомы вырожденного газа состоят из ядра и электронов, вращающихся вокруг него. При нейтронизации внутреннее пространство атомов под воздействием сил гравитации исчезает. Электроны сливаются с ядром, образуя нейтроны. Устойчивость сверхплотной субстанции придает внутренняя гравитация. В противном случае неизбежно началась бы цепная реакция, сопровождающаяся ядерным взрывом.

Чем ближе к внешнему краю звезды, тем меньше температура и давление. В результате сложных процессов происходит «остывание» нейтронной субстанции, из которой интенсивно выделяются ядра железа. Коллапс и последующий взрыв является фабрикой планетарного железа, которое распространяется в космическом пространстве, становясь строительным материалом при формировании планет.

Именно вспышкам сверхновых Земля обязана тем, что в ее строении и структуре присутствуют частицы космического железа.

Условно рассматривая строение нейтронной звезды в микроскоп, можно выделить в строении объекта пять слоёв:

  • атмосфера объекта;
  • внешняя кора;
  • внутренние слои;
  • внешнее ядро;
  • внутреннее ядро нейтронной звезды.

Атмосфера нейтронной звезды имеет толщину всего несколько сантиметров и является самым тонким слоем. По своему составу – это слой плазмы, отвечающий за тепловое облучение звезды. Далее идет внешняя кора, которая имеет толщину в несколько сот метров. Между внешней корой и внутренними слоями — царство вырожденного электронного газа. Чем глубже к центру звезды, тем быстрее этот газ становится релятивистским. Другими словами, внутри звезды происходящие процессы связаны с уменьшением доли атомных ядер. При этом количество свободных нейтронов увеличивается. Внутренние области нейтронной звезды представляют собой внешнее ядро, где нейтроны продолжают соседствовать с электронами и протонами. Толщина этого слоя субстанции составляет несколько километров, при этом плотность материи в десятки раз выше, чем плотность атомного ядра.

Весь этот атомарный супчик существует благодаря колоссальным температурам. В момент вспышки Сверхновой, температура нейтронной звезды составляет 1011К. В этот период новый небесный объект обладает максимальной светимостью. Сразу после взрыва наступает этап стремительного остывания, температура за несколько минут падает до отметки 109К. Впоследствии процесс остывания замедляется. Несмотря на то, что температура звезды все еще велика, светимость объекта снижается. Звезда продолжает светиться только за счет теплового и инфракрасного излучения.

Классификация нейтронных звезд


Такой специфический состав звездно-ядерной субстанции обуславливает высокую ядерную плотность нейтронной звезды 1014-1015 г/см³, при этом средний размер образовавшегося объекта составляет не менее 10 и не более 20 км. Дальнейшее увеличение плотности стабилизируется силами взаимодействия нейтронов. Другими словами, вырожденный звездный газ находится в состоянии равновесия, удерживая звезду от очередного коллапса.

Довольно сложная природа таких космических объектов, какими являются нейтронные звезды, стала причиной последующей классификации, которая объясняет их поведение и существование на просторах Вселенной. Основными параметрами, на основании которых осуществляется классификация, являются период вращения звезды и масштабы магнитного поля. В процессе своего существования нейтронная звезда утрачивает энергию вращения, уменьшается и магнитное поле объекта. Соответственно, небесное тело переходит из одного состояния в другое, среди которых наиболее характерными выделяются следующие типы:

  • Радиопульсары (эжекторы) представляют собой объекты, которые имеют малый период вращения, однако сила магнитного поля у них остается достаточно большой. Заряженные частицы, совершая движение вдоль силовых полей, в местах обрыва покидают оболочку звезды. Небесное тело данного типа эжектирует, периодически наполняя Вселенную радиоимпульсами, фиксируемыми в радиочастотном диапазоне;

  • Нейтронная звезда – пропеллер. В данном случае у объекта крайне малая скорость вращения, однако, магнитное поле не обладает достаточной силой, чтобы притягивать из окружающего пространства элементы материи. Звезда не излучает импульсов, не происходит в данном случае и аккреция (падение космической материи);
  • Рентгеновский пульсар (аккретор). Такие объекты имеют малую скорость вращения, но ввиду сильного магнитного поля звезда интенсивно поглощает материал из космического пространства. В результате в местах падения звездной материи на поверхности нейтронной звезды скапливается плазма, разогретая до миллионов градусов. Эти точки на поверхности небесного тела становятся источниками пульсирующего теплового, рентгеновского излучения. С появлением мощных радиотелескопов, способных заглянуть в глубину космоса в инфракрасном и рентгеновском диапазоне, стало возможным быстрее выявлять довольно много обычных рентгеновских пульсаров;
  • Георотатор – объект, который имеет малую скорость вращения, при этом на поверхности звезды в результате аккреции происходит скапливание звездной материи. Сильное магнитное поле препятствует образованию в поверхностном слое плазмы, и звезда постепенно набирает свою массу.

Как видно из существующей классификации, каждая из нейтронных звезд ведет себя по-разному. Отсюда вытекают и различные способы их обнаружения, и возможно, различна будет судьба этих небесных тел в будущем.

Парадоксы рождения нейтронных звезд

Первая версия о том, что нейтронные звезды — продукты взрыва Сверхновой, сегодня не является постулатом. Существует теория, что здесь может быть использован и другой механизм. В двойных звездных системах пищей для новых звезд становятся белые карлики. Звездное вещество постепенно перетекает из одного космического объекта на другой, увеличивая его массу до состояния критической. Другими словами, в будущем один из пары белый карлик – это нейтронная звезда.

Нередко одиночная нейтронная звезда, пребывая в тесном окружении звездных скоплений, обращает свое внимание на ближайшую соседку. Компаньонами нейтронных звезд могут стать любые звезды. Эти пары возникают довольно часто. Последствия такой дружбы зависят от массы компаньона. Если масса нового компаньона невелика, то украденное звездное вещество будет скапливаться вокруг в виде аккреционного диска. Этот процесс, сопровождаемый большим периодом вращения, приведет к тому, что звездный газ разогреется до температуры в миллион градусов. Нейтронная звезда вспыхнет потоком рентгеновского излучения, становясь рентгеновским пульсаром. У этого процесса есть два пути:

  • звезда остается в космосе тусклым небесным телом;
  • тело начинает излучать короткие рентгеновские вспышки (барстеры).

Во время рентгеновских вспышек яркость звезды стремительно увеличивается, делая такой объект в 100 тысяч раз ярче Солнца.

История изучения нейтронных звезд

Нейтронный звезды стали открытием второй половины XX века. Ранее обнаружить подобные объекты в нашей галактике и во Вселенной было технически невозможно. Тусклый свет и малые размеры таких небесных тел не позволяли их обнаружить с помощью оптических телескопов. Несмотря на отсутствие визуального контакта, существование подобных объектов в космосе предсказывали теоретически. Первая версия о существовании звезд с огромной плотностью появилась с подачи советского ученого Л. Ландау в 1932 году.

Через год, в 1933 году уже за океаном было сделано серьезное заявление о существовании звезд с необычным строением. Астрономы Фриц Цвикки и Вальтер Бааде выдвинули обоснованную теорию, что на месте вспышки Сверхновой обязательно остается нейтронная звезда.

В 60-е годы XX столетия обозначился прорыв в астрономических наблюдениях. Этому способствовало появление рентгеновских телескопов, способных выявлять в космосе источники мягкого рентгеновского излучения. Используя в наблюдениях теорию о существовании в космосе источников сильного теплового излучения, астрономы пришли к выводу, что мы имеем дело с новым типом звезд. Весомым дополнением теории о существовании нейтронных звезд стало открытие в 1967 году пульсаров. Американец Джоселин Белл с помощью своей радиоаппаратуры обнаружил поступающие из космоса радиосигналы. Источником радиоволн являлся стремительно вращающийся объект, который действовал подобно радиомаяку, посылая сигналы во все стороны.


Такой объект непременно имеет большую скорость вращения, что для обычной звезды стало бы фатальным. Первым пульсаром, который был открыт астрономами, является PSR В1919+21, находящийся на расстоянии 2283,12 св. года от нашей планеты. По мнению ученых, ближайшей нейтронной звездой к Земле является космический объект RX J1856.5-3754, расположенный в созвездии Южная Корона, который был открыт в 1992 году в обсерватории Чандра. Расстояние от Земли до ближайшей нейтронной звезды составляет 400 световых лет.

Источник: MilitaryArms.ru

Как устроены нейтронные звезды

Нейтронные звезды

Нейтронная звезда – малая звезда с большой плотностью, которая состоит из нейтронов. Это последняя стадия эволюции многих звезд. Нейтронная звезда образуется, когда массивная звезда вспыхивает в качестве Сверхновой звезды, взрывая свои внешние оболочки и сжимая ядро так, что содержащиеся в нем протоны и электроны превращаются в нейтроны. Эти звезды наблюдают как пульсары.

Плотность нейтронных звезд близка к плотности атомного ядра, т. е. в 100 млн. раз больше плотности обычного вещества. Масса этих звезд может быть сравнимой с массой Солнца, но, диаметр в среднем равен только лишь 10-20 км, а средняя плотность равняется 1015 г/см3. Максимальная масса нейтронных звезд составляет примерно три солнечных массы. При большей массе звезда превращается в Черную дыру. Обнаруживаются по импульсному радиоизлучению.


Как устроены нейтронные звезды

Образование нейтронной звезды

Звезда, масса которой в полтора, три раза больше, чем у Солнца не сможет в конце жизни остановить свое сжатие на стадии белого карлика. В результате гравитационного коллапса звезда сжимается до до такой плотности, при которой произойдет “нейтрализация” вещества: взаимодействие электронов с протонами приводит к тому, что почти вся звездная масса будет заключена в нейтронах. Образуются нейтронные звезды.

Самые большие и массивные звезды сгорают быстро и взрываются сверхновыми. После взрыва сверхновой остается нейтронная звезда или черная дыра, а вокруг них — материя, выброшенная колоссальной энергией взрыва, которая в последствии становится материалом для новых звезд.

Как устроены нейтронные звезды

Первые предположения

Концепция нейтронных звезд не является новой: впервые предположение о возможном их существования сделано талантливыми астрономами Фрицем Цвикки и Вальтером Баарде из Калифорнии в 1934 году (несколько ранее в 1932 году возможность существования нейтронных звезд была предсказана знаменитым советским ученым Л.Д. Ландау.) В конце 1930-х годов она стала предметом исследований других американских ученых Оппенгеймера и Волкова. Интерес физиков к этой проблеме был вызван стремлением определить конечную стадию эволюции массивной сжимающейся звезды. Так как роль и значение сверхновых вскрылись приблизительно в то же время, было предположено, что нейтронные звезды могут оказаться остатком взрыва сверхновых.

С нейтронной звездой связывают небесные объекты двух разных типов:

Пульсар (радиопульсар)

Этот объект строго регулярно излучает импульсы радиоволн. Механизмы излучений до конца не ясены, но считается, что вращающаяся нейтронная звезда излучает радиолуч в направлении, связанном с ее магнитным полем, ось симметрии которого не совпадает с осью вращения звезды. Потому вращение вызывает поворот радиолуча, периодически направляющегося на Землю.

Как устроены нейтронные звезды

Отличие пульсаров от нейтронных звезд

По сути пульсары – это быстро вращающиеся нейтронные звезды. Нейтронная звезда – это сильноуплотненное ядро мертвой звезды, которое осталось после взрыва сверхновой. У этой нейтронной звезды очень мощное магнитное поле. Пульсар, который излучает мощные гамма-лучи, известен как пульсар гамма-лучей.

Рентгеновские двойные

С нейтронными звездами, которые входят в двойную систему с массивной нормальной звездой, связаны также пульсирующие рентгеновские источники. В таких системах газ с поверхности нормальной звезды падает на нейтронную звезду, разгоняясь до огромных скоростей. Во время удара о поверхность нейтронной звезды газ выделяет 10-30 % своей энергии покоя, тогда как при ядерных реакциях этот показатель не доходит и до 1%. Нагретая до высоких температур поверхность нейтронной звезды становится источником рентгеновского излучения. Но падение газа не происходит равномерно по всей поверхности: сильное магнитное поле нейтронной звезды захватывает падающий ионизованный газ и направляет его к магнитным полюсам, куда он и падает, как в воронку. Потому сильно нагреваются лишь районы полюсов, которые на вращающейся звезде становятся источниками рентгеновских импульсов. Радиоимпульсы от такой звезды уже не поступают, потому как радиоволны поглощаются в окружающем ее газе.

Как устроены нейтронные звезды

Состав

Плотность нейтронной звезды возрастает с глубиной. Под слоем атмосферы толщиной лишь в несколько сантиметров находится жидкая металлическая оболочка толщиной в несколько метров, а ниже – твердая кора километровой толщины. Вещество коры напоминает обыкновенный металл, но значительно плотнее. В наружной части коры это в основном железо; с глубиной в его составе растет доля нейтронов. Там, где плотность достигает ок. 4*10 11 г/см3, доля нейтронов увеличивается до такой степени, что некоторые из них уже не входят в состав ядер, а образуют сплошную среду. Там вещество похоже на “море” из нейтронов и электронов, в которое вкраплены ядра атомов. А при плотности ок. 2*10 14 г/см3 (плотность атомного ядра) вообще исчезают отдельные ядра и остается сплошная нейтронная “жидкость” с примесью протонов и электронов. Может быть, нейтроны и протоны ведут себя при этом как сверхтекучая жидкость, подобная жидкому гелию и сверхпроводящим металлам в земных лабораториях.

При еще более высоких плотностях в нейтронных звездах образуются наиболее необычные формы вещества. Возможно, нейтроны и протоны распадаются на еще более мелкие частицы – кварки; вероятно также, что рождается много пи-мезонов, образующих так называемый пионный конденсат.

 

Как устроены нейтронные звезды

 

Источник: shtorm777.ru

Общие сведения

Как устроены нейтронные звезды

Эти интересные объекты, рождаются от некогда массивных гигантов, которые в четыре-восемь раз больше нашего Солнца. Происходит это во вспышке сверхновой.

После такого взрыва внешние слои выбрасываются в космос, ядро остается, но она больше не в состоянии поддерживать ядерный синтез. Без внешнего давления от вышележащих слоев, она коллапсирует и катастрофически сжимается.

Несмотря на свой малый диаметр — около 20 км, нейтронные звезды могут похвастаться в 1,5 раза большей массой нежели чем у нашего Солнца. Таким образом, они являются невероятно плотными.

Маленькая ложка вещества звезды на Земле будет весить около ста миллионов тонн. В ней протоны и электроны объединяются в нейтроны – этот процесс называется нейтронизацией.

Состав

Состав их неизвестен, предполагают, что они могут состоять из сверхтекучей нейтронной жидкости. Они обладают чрезвычайно сильным гравитационным притяжением, гораздо больше, чем у Земли и даже у Солнца. Это гравитационные силы особенно впечатляют, поскольку она имеет небольшой размер.
Все они вращаются вокруг оси. При сжатии, угловой момент вращения сохраняется, а из-за уменьшения размеров, скорость вращения возрастает.

Как устроены нейтронные звезды

Из-за огромной скорости вращения, внешняя поверхность, представляющая собой твердую «кору» периодически трескается и происходят «звездотрясения», которые замедляют скорость вращения и сбрасывают «излишки» энергии в космос.

Ошеломляющее давление, которое существуют в ядре, может быть похоже на то, которое существовало в момент большого взрыва, но к сожалению, его нельзя смоделировать на Земле. Поэтому эти объекты являются идеальными природными лабораториями, где мы можем наблюдать энергии недоступные на Земле.

Радиопульсары

Радиоульсары были открыты в конце 1967 г. аспирантом Jocelyn Bell Burnell как радиоисточники, которые пульсируют на постоянной частоте.
Радиация, испускаемая звездой, видна как пульсирующий источник излучения или пульсар.

Как устроены нейтронные звезды

Радиопульсары (или просто пульсар) — это вращающиеся нейтронные звезды, струи частиц которых, движутся почти со скоростью света, как вращающийся луч маяка.

После непрерывного вращения, в течение нескольких миллионов лет, пульсары теряют свою энергию и становятся нормальными нейтронными звездами. На сегодня известно только около 1000 пульсаров, хотя их могут быть сотни в галактике.

Как устроены нейтронные звезды

Некоторые нейтронные звезды испускают рентгеновское излучение. Знаменитая Крабовидная туманность — хороший пример такого объекта, образовавшейся во время взрыва сверхновой. Эта вспышка сверхновой наблюдалась в 1054 году нашей эры.

Как устроены нейтронные звезды

Как устроены нейтронные звезды

Как устроены нейтронные звезды

Магнетары

Нейтронные звезды имеют магнитное поле в миллионы раз сильнее, чем самое сильное магнитное поле, производимое на Земле. Они также известны как магнетары.

Как устроены нейтронные звезды

Планеты у нейтронных звезд

На сегодня известно, что у четырех есть планеты. Когда она находится в двойной системе, то возможно измерить ее массу. Из числа таких двоичных систем в радио или рентгеновском диапазоне, измеренные массы нейтронных звезд были примерно в 1.4 раза больше массы Солнца.

Источник: SpaceGid.com

Космос как предчувствие           2 дня назад     Как устроены нейтронные звезды

Когда звезда массой от 8 до 20 масс солнц полностью заканчивает свой жизненный цикл, происходит взрыв сверхновой звезды. Внешняя оболочка разлетается в межзвёздное пространство. Внутреннее ядро сжимается.

 

Если масса ядра больше массы Солнца в 1.4 раза (предел Чандрасекара), то электроны сливаются с протонами, превращаясь в нейтроны. В результате образуется ядро-звезда, названная нейтронной. Состоит в основном из плотноупакованных нейтронов. Дальнейший коллапс останавливается, если масса ядра не превышает массу Солнца в 2.8 раза, иначе образуется чёрная дыра.

Коллапс останавливается из-за нейтронного вырождения, где нейтронам необходимо пространство. Средний размер нейтронной звезды около 10 км. Плотность настолько высока, что масса 1 чайной ложки равна триллиону кг.

Строение нейтронной звезды   Как устроены нейтронные звезды

У нейтронной звезды присутствует атмосфера, состоящая из энергетической плазмы. Толщина её достигает несколько см. В тонкой атмосфере выделяется излучение.

За атмосферой следует корка из электронов и протонов, толщиной 100 метров. Глубже уже присутствуют практически только нейтроны. Обычно нейтроны живут мало — 880 секунд.

Однако из-за гравитации нейтроны не могут распадаться. По этой причине нейтронные звёзды являются одними из самых стабильных объектов во Вселенной.

Несмотря на то, что советский физик-теоретик Ландау предсказал существование нейтронных звёзд ещё в 30-х годах, открыли их только в 60-х. По причине невозможности обнаружения 10 — километровые объекты на расстоянии несколько 100 световых лет с помощью оптических телескопов.

Для обнаружения уже нужны приборы в рентгеновском диапазоне.

Особенности нейтронных звёзд   Как устроены нейтронные звезды

Нейтронным звёздам свойственны высокое магнитное поле и быстрая скорость вращения. Звезда может совершать несколько сотен оборотов в секунду. Происходит из-за закона сохранения углового момента. Когда изначально ядро было больше, оно вращалось с незначительной скоростью.

Когда стало сжиматься, подобно фигуристам, вращение только увеличилось. Из-за отсутствия трения в Космосе, угловой момент остается неизменным. Магнитные силовые линии тоже никуда не деваются, только возрастает концентрация на маленьком 10-км участке.

Для сравнения, магнитное поле нейтронной звезды больше земного в миллион раз.

Нейтронные звёзды могут быть в паре с другими звёздами. Обнаружены и планеты, вращающиеся вокруг нейтронных звёзд. Только жизнь там невозможна. Мощная радиация непрерывно выплёскивается в космическое пространство.

Тем не менее нейтронные звёзды очень полезны для человечества. Объекты с быстрым вращением магнитных полей создают периодическое излучение в виде пучков света. Издалека кажется, что звезда пульсирует.

Причём точность пульсации выше точности любых часов на Земле. Своего рода, нейтронные звёзды, в отличие от обычных, являются отличными путеводителями в просторах Вселенной. С помощью их можно легко определить местоположение в Космосе.

Полное поведение нейтронных звёзд до конца учёными не выяснено. Однако за последние 60 лет человечество далеко продвинулось в понимании этих космических объектов. Учёные продолжают исследовать их и по сей день.

https://zen.yandex.ru/media/kosmo/chto-iz-sebia-predstavliaiut-neitronnye-zvezdy-5ca71b9c616b5500b222e8a0

Источник: subscribe.ru

Учёные из Бирмингемского университета (Великобритания) разработали новую модель определения уникальных частот гравитационных волн, исходящих от двойных нейтронных звёзд. Об этом сообщается в журнале Nature Communications.

То, что во Вселенной могут существовать гравитационные волны, распространяющиеся со скоростью света, предполагалось ещё в предложенной Альбертом Эйнштейном общей теории относительности. Они представляют собой колебания пространства-времени, вызванные крупными космическими событиями, такими как слияние нескольких звёзд или звёзд и чёрных дыр. В 1962 году советский учёный Владислав Пустовойт впервые предложил использовать метод регистрации гравитационных волн при помощи лазерных интерферометров. Однако впервые такие волны были зарегистрированы экспериментально лишь в 2017-м в американской обсерватории LIGO.

Природа и структура нейтронных звёзд остаются малоизученными до настоящего времени. Согласно ряду гипотез, эти космические объекты образуются в результате взрыва сверхновых звёзд и представляют собой, по сути, их остаточные ядра. Нейтронные звёзды отличаются невероятно высокой плотностью: при диаметре в 10—20 км их масса сравнима с массой Солнца или превышает её в несколько раз. Известны тысячи одиночных нейтронных звёзд, найденных в электромагнитном спектре, однако их практически невозможно исследовать. Задача упрощается, когда две такие звезды притягиваются и сливаются в одну. Под воздействием сил притяжения в образовавшейся двойной системе обе сливающиеся звезды вытягиваются и производят гравитационно-волновые колебания на определённой частоте.

«Две звезды, обращаясь друг вокруг друга, деформируются под воздействием силы гравитации от своего партнёра. Приливные силы вызывают внутри звёзд определённые колебания, по которым мы можем делать выводы об их внутренней структуре. Вычисляя параметры таких колебаний на основании данных гравитационно-волнового сигнала, мы можем получать информацию о фундаментальной природе и составе этих загадочных объектов», — пояснил сотрудник института изучения гравитационных волн при Бирмингемском университете доктор Герайнт Праттен.

Модель, разработанная бирмингемской научной группой, позволяет получить уникальную информацию о такой двойной системе, исходя из измерений гравитационно-волновых колебаний. Для проверки разработанной модели были использованы волны, полученные от слияния двойной нейтронной звезды GW170817.

«Спустя почти три года с момента первого наблюдения гравитационных волн двойной нейтронной звезды мы находим новые способы извлечения дополнительной информации о них из поступающих сигналов. Чем больше информации нам удастся собрать путём разработки ещё более сложных теоретических моделей, тем ближе мы подберёмся к выявлению истинной природы нейтронных звёзд», — добавила соавтор и коллега доктора Праттена Патрисия Шмидт.

Как отметил Герайнт Праттен, по итогам единственного исследованного события удалось получить лишь ограниченную информацию, так как из-за сильных помех было невозможно изолировать сигнал. Однако он уверен, что с помощью более совершенных инструментов учёные смогут «точнее измерять частоту колебаний и получать весьма любопытные сведения».

По мнению исследователей, активно развивающаяся астросейсмология (наука о звёздных колебаниях) становится важнейшим инструментом изучения Вселенной. Астрофизики полагают, что обсерватории гравитационных волн следующего поколения, открытие которых намечено на 2030-е годы, будут способны обнаруживать больше двойных нейтронных звёзд и изучать их гораздо подробнее, чем сейчас.

Источник: russian.rt.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.