Радиус нейтронной звезды


Нейтронная звезда — очень быстро вращающееся тело, оставшееся после взрыва сверхновой звезды. При диаметре 20 километров это тело имеет массу сравнимую с солнечной, один грамм нейтронной звезды весил бы в земных условиях более 500 миллионов тонн! Такая огромная плотность возникает от вдавливания электронов в ядра, от чего они объединяются с протонами и образуют нейтроны. По сути, нейтронные звезды по свойствам, включая плотность и состав, очень похожи на атомные ядра. Но есть существенная разница: в ядрах нуклоны притягивает сильное взаимодействие, а в звездах – сила гравитации.

Что из себя представляет

Для того, чтобы понять, что же из себя представляют эти загадочные объекты мы настоятельно рекомендуем обратиться к выступлениям Сергея Борисовича ПоповаСергей Борисович ПоповАстрофизик и популяризатор науки, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга. Лауреат фонда «Династия» (2015). Лауреат государственной премии «За верность науке» как лучший популяризатор 2015 года


Состав нейтронных звёзд

Состав этих объектов (по понятным причинам) изучен пока только в теории и математических расчетах. Однако, известно уже многое. Как и следует из названия, состоят они преимущественно из плотно упакованных нейтронов.

Строение нейтронной звезды

Атмосфера нейтронной звезды имеет толщину всего несколько сантиметров, но в ней сосредоточено все её тепловое излучение. За атмосферой находится кора, состоящая из плотно упакованных ионов и электронов. В середине находится ядро, состоящее из нейтронов. Ближе к центру достигается максимальная плотность вещества, которая в 15 раз больше ядерной. Нейтронные звезды — самые плотные объекты во вселенной. Если попытаться и далее увеличивать плотность вещества произойдет коллапс в черную дыру, или образуется кварковая звезда.

Магнитное поле


Нейтронные звёзды имеют скорости вращения до 1000 оборотов в секунду. При этом электропроводящие плазма и ядерное вещество вырабатывают магнитные поля гигантских величин.

Магнитное поле нейтронной звезды

Для примера — магнитное поле Земли -1 гаусс, нейтронной звезды —  10 000 000 000 000 гаусс. Самое сильное поле, созданное человеком, будет в миллиарды раз слабее.

Типы нейтронных звезд

Пульсары

Это обобщающее название для всех нейтронных звезд. Пульсары имеют четко определенный период вращения, который не меняется очень долгое время. Благодаря этому свойству их прозвали «маяками вселенной»Вращение пульсара

Частицы узким потоком на очень высоких скоростях вылетают через полюса, становясь источником радиоизлучения. Из-за несовпадения осей вращения, направление потока постоянно меняется, создавая эффект маяка. И, как у каждого маяка, у пульсаров своя частота сигнала, по которой его можно идентифицировать.


Практически все обнаруженные нейтронные звёзды существуют в двойных рентгеновских системах или в качестве одиночных пульсаров.

Магнетары

При рождении очень быстро крутящейся нейтронной звезды, общие вращение и конвекция создают громадное магнитное поле. Это происходит за счёт процесса «активного динамо». Это поле превышает величины полей обычных пульсаров в десятки тысяч раз. Действие динамо заканчивается через 10 – 20 секунд, и происходит охлаждение атмосферы звезды, но магнитное поле успевает возникнуть заново за этот срок. Оно неустойчиво, и быстрая смена его структуры порождает выброс гигантского количества энергии. Получается, что магнитное поле звезды разрывает её саму. Кандидатов на роль магнетаров в нашей галактике насчитывается около десятка. Появление его возможно из звезды, превосходящей минимум в 8 раз массу нашего Солнца. Размеры же их порядка 15 км в диаметре, при массе около одной солнечной. Но достаточного подтверждения существования магнетаров пока не получено.

Рентгеновские пульсары.

Они считаются другой фазой жизни магнетара и излучают исключительно в рентгеновском диапазоне. Излучение возникает в результате взрывов, имеющих определённый период.

Некоторые нейтронные звёзды появляются в двойных системах или же приобретают компаньона, захватив его в свое гравитационное поле.


кой компаньон будет отдавать своё вещество агрессивной соседке. Если компаньон нейтронной звезды по массе не меньше Солнца, то возможны интересные явления – барстеры. Это рентгеновские вспышки, продолжительностью в секунды или минуты. Но они способны усилить светимость звезды до 100 тыс. солнечных. Перенесённые с компаньона водород и гелий наслаиваются на поверхности барстера. Когда слой становится очень плотным и горячим, запускается термоядерная реакция. Мощность такого взрыва невероятна: на каждом квадратном сантиметре звезды выделяется мощь, эквивалентная взрыву всего земного ядерного потенциала.

При наличии компаньона-гиганта, вещество теряется им в виде звёздного ветра, а нейтронная звезда втягивает его своей гравитацией. Частицы летят по силовым линиям по направлению к магнитным полюсам. При несовпадении магнитной оси  и  оси вращения, яркость звезды будет переменной. Получается рентгеновский пульсар.

Миллисекундные пульсары.

Они тоже связаны с двойными системами и обладают самыми короткими периодами (меньше 30 миллисекунд). Вопреки ожиданиям, они оказываются не самыми молодыми, а достаточно старыми. Старая и медленная нейтронная звезда поглощает материю компаньона-гиганта. Падая на поверхность захватчика, материя придаёт ей вращательную энергию, и вращение звезды усиливается. Постепенно компаньон превратится в белого карлика, потеряв в массе.

Экзопланеты у нейтронных звезд

Первую экзопланету открыли при исследовании радиопульсара. Так как нейтронные звезды очень стабильны,  возможно очень точно отслеживать находящиеся рядом планеты с массами, намного меньшими массы Юпитера.


Очень легко отыскалась планетная система у пульсара PSR 1257+12, удалённого от Солнца на 1000 световых лет. Рядом со звездой три планеты, имеющие массы 0,2, 4,3 и 3,6 масс Земли с периодами обращений в 25, 67 и 98 суток. Позже нашлась ещё одна планета с массой Сатурна и периодом обращения 170 лет. Также известен пульсар с планетой немного массивнее Юпитера.

На самом деле парадоксально, что возле пульсара существуют планеты. Нейтронная звезда рождается в результате взрыва сверхновой, и та теряет основную часть своей массы. Оставшаяся часть уже не обладает достаточной гравитацией для удержания спутников. Вероятно, найденные планеты образовались уже после катаклизма.

Исследования

Число известных нейтронных звёзд около 1200. Из них 1000 считаются радиопульсарами, а остальные определены как рентгеновские источники. Изучать эти объекты невозможно, послав к ним какой-либо аппарат. В кораблях «Пионер» были отправлены послания разумным существам. И местоположение нашей Солнечной системы указано именно с ориентацией на ближайшие к Земле пульсары. От Солнца линиями показаны направления на эти пульсары и расстояния до них. А прерывистость линии обозначает период их обращения.


Ближайший к нам нейтронный сосед расположен в 450 световых годах. Это двойная система – нейтронная звезда и белый карлик, период её пульсации 5,75 миллисекунды.

Вряд ли возможно оказаться рядом с нейтронной звездой и остаться в живых. Можно только фантазировать на эту тему. Да и как представить выходящие за границы разума величины температуры, магнитного поля и давления? Но пульсары ещё помогут нам в освоении межзвёздного пространства. Любое, даже самое дальнее галактическое путешествие, окажется не гибельным, если будут работать стабильные маяки, видимые во всех уголках Вселенной.

Источник: light-science.ru

НЕЙТРО́ННЫЕ ЗВЁЗДЫ, класс ком­пакт­ных ас­тро­но­мич. объ­ек­тов, со­стоя­щих из вы­ро­ж­ден­но­го ве­ще­ст­ва. В не­драх Н. з. су­ще­ст­ву­ют об­лас­ти с вы­со­кой плот­но­стью ве­ще­ст­ва, дос­та­точ­ной для ста­биль­но­сти сво­бод­ных ней­тро­нов от­но­си­тель­но бе­та-рас­па­да. Н. з. тео­ре­ти­че­ски пред­ска­за­ны в 1930-х гг. в ра­бо­тах Л. Д. Лан­дау, В. Баа­де, Ф. Цвик­ки и др. От­кры­ты в 1967 как ра­дио­пуль­са­ры – им­пульс­ные ис­точ­ни­ки ра­дио­из­лу­че­ния (см. Пуль­са­ры).

При мас­се 1–2 мас­сы Солн­ца Н. з.


е­ют ра­ди­ус 10–15 км, что со­от­вет­ст­ву­ет ср. плот­но­сти ве­ще­ст­ва ок. 5·1017 кг/м3 – вы­ше плот­но­сти ядер­ной ма­те­рии. Н. з. об­ла­да­ют силь­ны­ми маг­нит­ны­ми по­ля­ми (с маг­нит­ной ин­дук­ци­ей от 104 до 1011 Тл). Н. з. ус­той­чи­вы за счёт дав­ления, свя­зан­но­го с фер­ми-дви­же­ни­ем ба­рио­нов и силь­ным взаи­мо­дей­ст­ви­ем этих час­тиц. Су­ще­ст­ву­ет верх­ний пре­дел мас­сы Н. з., оп­ре­де­ляе­мый урав­не­ни­ем со­стоя­ния ве­ще­ст­ва в их не­драх. При мас­се боль­ше пре­дель­ной (ок. 2,5 масс Солн­ца) про­ис­хо­дит гра­ви­тац. кол­лапс с об­ра­зо­ва­ни­ем чёр­ной ды­ры.

Наи­бо­лее час­то го­во­рят о Н. з. как ко­неч­ных ста­ди­ях эво­лю­ции мас­сив­ных звёзд. Это един­ст­вен­ный из­вест­ный ме­ха­низм об­ра­зо­ва­ния по­доб­ных объ­ек­тов в при­ро­де. Звёз­ды с на­чаль­ны­ми мас­са­ми вы­ше ок. 8–10 масс Солн­ца, ис­чер­пав тер­мо­ядер­ное го­рю­чее, пре­тер­пе­ва­ют гра­ви­тац. кол­лапс яд­ра, по­ро­ж­дая ком­пакт­ный объ­ект. При на­чаль­ных мас­сах от 8 до 30 масс Солн­ца по­сле кол­лап­са об­ра­зу­ет­ся Н. з.; при бóль­ших мас­сах, ве­ро­ят­нее все­го, фор­ми­ру­ют­ся чёр­ные ды­ры. При­мер­но 70–90% взры­вов сверх­но­вых звёзд с кол­лап­сом яд­ра при­во­дят к об­ра­зо­ва­нию Н. з. (рис. 1). Совр. темп ро­ж­де­ния Н. з. в Га­лак­ти­ке со­став­ля­ет ок. 2–3 объ­ек­тов за 100 лет. За вре­мя жиз­ни Га­лак­ти­ки в ней об­ра­зо­ва­лось неск. со­тен мил­лио­нов Н. з. Часть из них по­ки­ну­ла Га­лак­ти­ку из-за боль­ших на­чаль­ных ско­ро­стей, свя­зан­ных со взры­вом сверх­но­вых звёзд и осо­бен­но­стя­ми эво­лю­ции Н. з. в са­мом на­ча­ле их су­ще­ст­во­ва­ния.


Н. з. на­блю­да­ют­ся как ас­тро­но­мич. ис­точ­ни­ки раз­ных ти­пов. Сре­ди об­на­ру­жен­ных Н. з. наи­бо­лее мно­го­чис­лен­ны ра­дио­пуль­са­ры. К 2012 их из­вест­но ок. 2000. Кро­ме это­го, оди­ноч­ные Н. з. на­блю­да­ют­ся как мо­ло­дые ос­ты­ваю­щие объ­ек­ты, маг­ни­та­ры и гам­ма-ис­точ­ни­ки. Боль­шое ко­ли­че­ст­во Н. з. (сот­ни ис­точ­ни­ков) на­блю­да­ет­ся в тес­ных двой­ных сис­те­мах бла­го­да­ря ак­кре­ции.

На­блю­да­тель­ные про­яв­ле­ния из­вест­ных Н. з. мо­гут быть свя­за­ны с гра­ви­тац. энер­ги­ей (ак­кре­ци­рую­щие объ­ек­ты), вра­ща­тель­ной энер­ги­ей (ра­дио­пуль­са­ры), те­п­ло­вой энер­ги­ей (ос­ты­ваю­щие Н. з.) или энер­ги­ей маг­нит­но­го по­ля (маг­ни­та­ры). В пер­вом слу­чае ве­ще­ст­во вто­ро­го ком­по­нен­та двой­ной сис­те­мы или меж­звёзд­ный газ гра­ви­та­ци­он­но за­хва­ты­ва­ет­ся Н. з., раз­го­ня­ет­ся в по­ле тя­го­те­ния, а за­тем в ак­кре­ци­он­ном по­то­ке или не­по­сред­ст­вен­но при взаи­мо­дей­ст­вии с по­верх­но­стью часть энер­гии вы­све­чи­ва­ет­ся в осн.
рент­ге­нов­ском диа­па­зо­не. Во вто­ром слу­чае бы­строе вра­ще­ние (ра­дио­пуль­са­ры име­ют пе­рио­ды собств. осе­во­го вра­ще­ния при­мер­но от 1 мс до 10 с) Н. з. с силь­ным маг­нит­ным по­лем при­во­дит к ге­не­ра­ции элек­тро­маг­нит­но­го из­лу­че­ния и по­то­ка ре­ля­ти­ви­ст­ских час­тиц. Кро­ме им­пуль­сов в ра­дио­диа­па­зо­не, у ря­да ис­точ­ни­ков так­же за­ре­ги­ст­ри­ро­ва­ны им­пуль­сы в др. диа­па­зо­нах спек­тра. В треть­ем слу­чае на­блю­да­ет­ся те­п­ло­вое из­лу­че­ние мо­ло­дой (воз­рас­том до не­сколь­ких со­тен ты­сяч лет) Н. з. с темп-рой по­верх­но­сти око­ло мил­лио­на гра­ду­сов. На­ко­нец, маг­ни­та­ры, со­глас­но об­ще­при­ня­той мо­де­ли, вы­све­чи­ва­ют в ре­гу­ляр­ном или вспы­шеч­ном ре­жи­ме энер­гию сво­его очень силь­но­го маг­нит­но­го по­ля (так­же мож­но го­во­рить о вы­де­ле­нии энер­гии мощ­ных элек­трич. то­ков, те­ку­щих в ко­ре Н. з. и соз­даю­щих это маг­нит­ное по­ле).

В ран­них мо­де­лях Н. з. пред­по­ла­га­лось, что ком­пакт­ные объ­ек­ты в осн. (ок. 90% по мас­се) долж­ны со­сто­ять из ней­тро­нов – от­сю­да назв. дан­но­го клас­са объ­ек­тов. По­сле­дую­щие ис­сле­до­ва­ния по­ка­за­ли, что су­ще­ст­ву­ет мно­го воз­мож­но­стей для внутр. строе­ния и со­ста­ва ком­пакт­ных объ­ек­тов. До сих пор точ­но не ус­та­нов­ле­но, ка­кая из них реа­ли­зу­ет­ся в при­ро­де.
я рас­чё­та струк­ту­ры Н. з. су­ще­ст­вен­ным яв­ля­ет­ся учёт эф­фек­тов об­щей тео­рии от­но­си­тель­но­сти. Вы­де­ля­ют ко­ру и яд­ро Н. з., ко­то­рые, в свою оче­редь, под­раз­де­ля­ют на внутр. и внеш­нюю ко­ру и внутр. и внеш­нее ядро (рис. 2). Внеш­няя ко­ра име­ет тол­щи­ну в неск. со­тен мет­ров и со­сто­ит в осн. из ядер тя­жё­лых хи­мич. эле­мен­тов ($Z$), обо­га­щён­ных ней­тро­на­ми, и вы­ро­ж­ден­ных элек­тро­нов ($e^–$). Кро­ме са­мых на­руж­ных сло­ёв, внеш­няя ко­ра твёр­дая, т. к. яд­ра фор­ми­ру­ют кри­стал­лич. ре­шёт­ку. Во внутр. ко­ре тол­щи­ной 1–2 км на­чи­на­ет­ся про­цесс ней­тро­ни­за­ции: из пе­ре­обо­га­щён­ных ней­тро­на­ми ядер в сре­ду по­па­да­ют сво­бод­ные ней­тро­ны ($n$). Это проиcходит при плот­ности $ρ≈4·10^{14}$ кг/м3. До­ля сво­бод­ных ней­тро­нов рас­тёт с уве­ли­че­ни­ем плот­но­сти в глубь ко­ры. Ней­тро­ны во внутр. ко­ре мо­гут на­хо­дить­ся в сверх­те­ку­чем со­стоя­нии. Внеш­нее яд­ро име­ет тол­щи­ну в неск. ки­ло­мет­ров; плот­ность со­став­ля­ет от $0,!5ρ_0$ до $2ρ_0$, где ядер­ная плот­ность $ρ_0≈2,!8·10^{17}$ кг/м3. Ве­ще­ст­во пред­став­ля­ет со­бой силь­но не­иде­аль­ную фер­ми-жид­кость и со­сто­ит в осн. из ней­тро­нов ($n$), про­то­нов ($p$), элек­тро­нов ($e^–$) и мюо­нов ($μ$); атом­ных ядер там уже нет. Про­то­ны и ней­тро­ны мо­гут на­хо­дить­ся в сверх­те­ку­чем со­стоя­нии; для про­то­нов это оз­на­ча­ет и сверх­про­во­ди­мость. Свой­ст­ва ве­ще­ст­ва во внутр. яд­ре из­вест­ны пло­хо, по­сколь­ку плот­ность там в неск. раз пре­вос­хо­дит ядер­ную. Осн. ги­по­те­зы строе­ния внутр. яд­ра вклю­ча­ют в се­бя по­яв­ле­ние ги­пе­ро­нов, об­ра­зо­ва­ние пи­он­но­го или ка­он­но­го кон­ден­са­та, по­яв­ле­ние квар­ко­вой ма­те­рии.

Источник: bigenc.ru

Масса нейтронной звезды

Массы большинства нейтронных звёзд составляют 1,3—1,5 массы Солнца. Это близко к значению предела Чандрасекара. Теоретически допускается существование нейтронных звёзд с массами от 0,1 до примерно 2,5 солнечных масс. Однако значение верхнего предела массы в настоящее время достоверно неизвестно. Самые массивные нейтронные звёзды из известных — Vela X-1 (имеет массу не менее 1,88±0,13 солнечных масс на уровне 1σ, что соответствует уровню значимости α≈34 %), PSR J1614-2230ruen (с оценкой массы 1,97±0,04 солнечных), и PSR J0348+0432ruen (с оценкой массы 2,01±0,04 солнечных).

Гравитация в нейтронных звёздах уравновешивается давлением вырожденного нейтронного газа. Максимальное значение массы нейтронной звезды задаётся пределом Оппенгеймера-Волкова. Численное значение которого зависит от (пока ещё плохо известного) уравнения состояния вещества в ядре звезды. Существуют теоретические предпосылки к тому, что при ещё большем увеличении плотности возможно перерождение нейтронных звезд в кварковые.

Строение нейтронной звезды

Магнитное поле на поверхности нейтронных звёзд достигает значения 1012—1013 Гс. Для сравнения — у Земли около 1 Гс. Именно процессы в магнитосферах нейтронных звёзд ответственны за радиоизлучение пульсаров. Начиная с 1990-х годов, некоторые нейтронные звёзды отождествлены как магнетары. Это звёзды, обладающие магнитными полями порядка 1014 Гс и выше.

К 2012 году открыто около 2000 нейтронных звёзд. Порядка 90% из них — одиночные. Всего же в нашей Галактике могут существовать 108—109 нейтронных звёзд. То есть где-то по одной на тысячу обычных звёзд. Для нейтронных звёзд характерна высокая скорость движения (как правило, сотни км/с). В результате аккреции вещества нейтронная звезда может быть в этом случае видна с Земли в разных спектральных диапазонах, включая оптический. На который приходится около 0,003% излучаемой энергии (соответствует 10 звёздной величине).

Нейтронные звёзды — одни из немногих классов космических объектов, которые были теоретически предсказаны до открытия наблюдателями.

В 1933 году астрономы Вальтер Бааде и Фриц Цвикки предположили, что нейтронная звезда может образоваться в результате взрыва сверхновой. Теоретические расчёты того времени показали, что излучение нейтронной звёзды слишком слабое, и ее невозможно обнаружить. Интерес к нейтронным звёздам усилился в 1960-х гг., когда начала развиваться рентгеновская астрономия.

Открытие пульсаров

Теория предсказывала, что максимум их теплового излучения приходится на область мягкого рентгена. Однако неожиданно они были открыты при радионаблюдениях. В 1967 году Джоселин Белл, аспирант Э. Хьюиша, открыла объекты, излучающие регулярные импульсы радиоволн. Этот феномен был объяснён узкой направленностью радиолуча от быстро вращающегося объекта — своеобразный «космический радиомаяк». Но любая обычная звезда разрушилась бы при столь высокой скорости вращения. На роль таких маяков были пригодны только нейтронные звёзды. Пульсар PSR B1919+21 считается первой открытой нейтронной звездой.

Взаимодействие нейтронной звезды с окружающим веществом определяют два основных параметра и, как следствие, их наблюдаемые проявления: период (скорость) вращения и величину магнитного поля. Со временем звезда расходует свою вращательную энергию, и её вращение замедляется. Магнитное поле также ослабевает. По этой причине нейтронная звезда за время своей жизни может менять свой тип. Ниже представлена номенклатура нейтронных звёзд в порядке убывания скорости вращения, согласно монографии В.М. Липунова. Поскольку теория магнитосфер пульсаров все еще в состоянии развития, существуют альтернативные теоретические модели.

Источник: alivespace.ru

Как образуется нейтронная звезда

Считается, что образование нейтронной звезды это результат вспышки сверхновой. То есть то, что остаётся от тела после взрыва. Другими словами, это конечный продукт вспышки или звёздный остаток.
Между прочим, если такой остаток больше солнечного в три раза, то его эволюция продолжается. В результате коллапса формируется чёрная дыра.
По данным учёных, любой представитель главной последовательности, при условии массы больше Солнца в 8 раз, может эволюционировать в нейтронное светило.

«Проект-Технарь» является свободной площадкой, на которой можно найти или опубликовать чертежи, курсовые или дипломные работы на техническую тематику. Найти чертежи можно на studiplom.ru

Взрыв сверхновой
Взрыв сверхновой

Когда происходит взрыв нейтронной звезды, внешняя оболочка резко проваливается на ядро. В это время возникает волновой скачок, то есть ударная волна. Которая, к слову, разносит вокруг частицы вещества из внешних слоёв.
Кроме того, часть вещества из разрушившихся слоёв попадает в центр. Благодаря чему внутренняя часть имеет высокую плотность и температуру. Надеюсь, теперь понятно, почему маленькая нейтронная звезда невероятно мала и тяжела.
Стоит отметить, что свою энергию после взрыва светило начинает переносить не равномерно, а потоками. Что, собственно, и вызывает его нестабильность.
Получается, что само ядро остается, но его свойства (масса, плотность, температура и т.д.) меняются.

Как устроены нейтронные звезды

В отличие от других тел они, главным образом, состоят из нейтронного центра (сердцевины). Отсюда, кстати, и появилось название типа.
А сверху их покрывает кора, образуемая тяжёлыми атомными ядрами, нейтронами и электронами.
Помимо этого в структуре рассматриваемых светил выделяют несколько частей.

Внутреннее строение
Внутреннее строение

Строение

Атмосфера — тоненький (не более 100 см) слой ионизированного газа, то есть плазмы. Здесь сосредоточено тепловое излучение тела.
Внешняя кора содержит ядра и электроны, по толщине может быть несколько сотен метров. Притом в ней газ представлен в разных составах. Например, самые верхние покровы состоят из невырожденного газа, а в середине он уже вырожденный. Чем глубже, тем его состояние меняется на релятивистское и ультрарелятивистское вырождение.
Внутренняя кора включает в себя электроны, свободные нейтроны и ядра атомов с множеством нейтронов. Причем количество нейтронных частиц увеличивается с глубиной. Данный слой имеет протяжённость до нескольких километров.
Внешнее ядро выделяют у объектов малой массы. Поскольку может занимать всё пространство до звёздного центра. Вдобавок оно состоит преимущественно из нейтронов. Хотя некоторая доля протонов и электронов все же есть.
Внутреннее ядро наблюдается только у массивных светил. Оно отличается высокой плотностью. А радиус, по меньшей мере, составляет несколько километров. К сожалению, точный состав внутреннего вещества ещё не известен. Но определённо в нём присутствую нейтроны, барионы и кварки. Конечно, дальнейшее изучение и исследования продолжаются. И мы когда-нибудь узнаем все тайны нейтронных звезд.

Особенности нейтронных звезд

Как оказалось, нейтронная звезда невероятно мала и тяжела. Правда, она имеет плотность намного больше атомного ядра. Но из-за давления вещества, находящегося внутри ядра, дальнейшее гравитационное сжатие не продолжается.
Собственно говоря, вес и масса нейтронной звезды приблизительно равна солнечной. При этом её размер, точнее радиус, не более 20 км.
К тому же, к отличительным характеристикам нейтронных звезд относится их вращение вокруг своей оси. Стоит отметить, высокую скорость такого движения. Если говорить точнее, она составляет несколько сотен оборотов в секунду.

Также важной чертой является сильное магнитное поле. Его мощь, в значительной мере, определяет остальные свойства и происходящие процессы.
Что интересно, сила гравитации звёздных тел после вспышки сильно увеличивается. Поэтому им свойственны огромная скорость падения вещества и сжатие сердцевины. Другими словами, это объясняет резкий характер происходящих процессов.
А вот столкновение внешних и внутренних слоёв нейтронных звезд может привести к разрушению атомов падающего вещества. При этом эти атомы превращаются в нейтроны.

Классификация

Разумеется, нейтронные звезды, как и любые другие объекты, делятся на виды. Хотя учёные установили, что они могут за свою жизнь изменяться.
В основном на их развитие влияют скорость вращения вокруг своей оси и магнитное поле. Так как собственное вращение со временем тормозится, а магнитное поле слабеет, то другие свойства и процессы также меняются.

Нейтронные звезды, их типы и примеры

Радиопульсары или, по-другому, эжекторы обладают высокой вращательной скоростью и сильными магнитными полями. Они, так сказать, выталкивают заряженные релятивистские частицы, излучаемые в радиодиапазоне. Кстати, первым из данного вида звёздных тел открыли радиопульсар PSR B1919+21.

Пульсар
Пульсар

Пропеллеры, напротив, не выделяют заряженные частицы. Однако из-за высокой скорости вращения и силы магнитной области вещество поддерживается над поверхностью. Правда, данный тип светил сложно обнаружить и он мало изучен.

Рентгеновский пульсар или аккретор отличается тем, что в нём вещество попадает на поверхность. Потому как небольшой темп оборотов позволяет ему спускаться, но уже в состоянии плазмы. В свою очередь, она нагревается благодаря магнитному полю. Как следствие, это вещество ярко светится в рентгеновском диапазоне. А вот пульсация возникает в результате вращения, при котором происходит затмение горячей материи. К примеру, первый аккретор — Центавр X-3 не только имел пульсацию своей яркости, но и постоянно менял период колебаний.

Рентгеновский пульсар
Рентгеновский пульсар

Георотатор имеет малую вращательную скорость, что вызывает приращение массы тела с помощью силы гравитации вещества (газа) из окружающего пространства. Такой процесс, между прочим, называется аккрецией.
Несмотря на это, границы области вокруг небесного тела позволяют магнитному полю удерживать плазму до того, как она окажется на поверхности.

Георотатор
Георотатор

Эргозвезда, на самом деле, представляет собой теоретически возможный тип. По мнению учёных, такой объект может сформироваться при слиянии или столкновении нейтронных звёзд.
Предполагают, что в ней имеется эргосфера, то есть область пространства-времени, расположенная рядом с чёрной дырой. Она, по идее, лежит где-то между горизонтом событий и пределом статичности. Проще говоря, подобные объекты имеют место быть, но это не точно.

Источник: kosmosgid.ru

Радиус нейтронной звезды

“Мы обнаружили, что типичная нейтронная звезда, которая в 1,4 раза тяжелее нашего Солнца, имеет радиус около 11 километров”, – сказал Бадри Кришнан.

Полученные результаты ограничивают радиус нейтронной звезды между 10,4 и 11,9 километрами, следовательно, её диаметр составляет от 20,8 до 23,8 километров.

Нейтронные звёзды образуются, когда у массивной звезды заканчивается топливо и происходит коллапс. Центральная область звезды, её ядро разрушается, превращая каждый протон и электрон в нейтрон. Если ядро ​​коллапсирующей звезды находится между 1 и 3 солнечными массами, эти вновь созданные нейтроны могут остановить коллапс, сформировав тем самым нейтронную звезду.

Звёзды с большими массами будут продолжать разрушаться и в конце концов превратятся в чёрные дыры звёздной массы.

Радиус нейтронной звездыИсточник: universetoday.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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