Predmeti o kojima razgovaraćemo u članku, otkriveni su slučajno, iako su naučnici Landau L.D. i Oppenheimer R. predvidjeli njihovo postojanje još 1930. godine. Govorimo o neutronskim zvijezdama. Karakteristike i karakteristike ovih kosmičkih svjetiljki bit će razmotrene u članku.
Neutron i istoimena zvijezda
Nakon predviđanja 30-ih godina 20. stoljeća o postojanju neutronskih zvijezda i nakon otkrića neutrona (1932.), Baade V. je zajedno sa Zwickyjem F. 1933. godine na kongresu fizičara u Americi objavio mogućnost formiranja objekta zvanog neutronska zvijezda. Ovo je kosmičko tijelo koje se pojavljuje tokom eksplozije supernove.
Međutim, svi proračuni su bili samo teoretski, jer takvu teoriju nije bilo moguće dokazati u praksi zbog nedostatka odgovarajuće astronomske opreme i premale veličine neutronske zvijezde. Ali 1960. godine, rendgenska astronomija je počela da se razvija. Tada su, sasvim neočekivano, zahvaljujući radio zapažanjima otkrivene neutronske zvijezde.
Otvaranje
1967. godina bila je značajna na ovim prostorima. Bell D., kao diplomirani student Huish E., uspio je otkriti kosmički objekat - neutronsku zvijezdu. Ovo je tijelo koje emituje konstantno zračenje radiotalasnih impulsa. Fenomen je upoređivan sa kosmičkim radio farom zbog uskog smjera radio zraka, koji je dolazio iz vrlo brzo rotirajućeg objekta. Činjenica je da bilo koja druga standardna zvijezda ne bi mogla održati svoj integritet pri tako velikoj brzini rotacije. Za to su sposobne samo neutronske zvijezde, među kojima je prvi otkriven pulsar PSR B1919+21.
Sudbina masivnih zvijezda se veoma razlikuje od malih. U takvim svetiljkama dolazi trenutak kada pritisak gasa više ne uravnotežuje gravitacione sile. Takvi procesi dovode do činjenice da se zvijezda počinje neograničeno smanjivati (kolapsirati). Sa masom zvijezde 1,5-2 puta većom od Sunčeve, kolaps će biti neizbježan. Tokom procesa kompresije, gas unutar zvjezdanog jezgra se zagrijava. U početku se sve dešava veoma sporo.
Kolaps
Dostizanjem određene temperature, proton se može pretvoriti u neutrine, koji odmah napuštaju zvijezdu, uzimajući energiju sa sobom. Kolaps će se intenzivirati sve dok se svi protoni ne pretvore u neutrine. Ovo stvara pulsar, ili neutronsku zvijezdu. Ovo je jezgro u kolapsu.
Tokom formiranja pulsara, vanjska ljuska prima energiju kompresije, koja će tada biti brzinom većom od hiljadu km/s. bačen u svemir. Ovo stvara udarni val koji može dovesti do stvaranja novih zvijezda. Ovaj će biti milijarde puta veći od originala. Nakon ovog procesa, u periodu od jedne sedmice do mjesec dana, zvijezda emituje svjetlost u količinama koje premašuju cijelu galaksiju. Takvo nebesko tijelo naziva se supernova. Njegova eksplozija dovodi do stvaranja magline. U središtu magline je pulsar, ili neutronska zvijezda. Ovo je takozvani potomak zvijezde koja je eksplodirala.
Vizualizacija
U dubinama čitavog svemira dešavaju se neverovatni događaji, među kojima je i sudar zvezda. Zahvaljujući sofisticiranom matematičkom modelu, NASA-ini naučnici su uspjeli vizualizirati nemir ogromnih količina energije i degeneraciju materije koja je u to uključena. Nevjerovatno moćna slika kosmičke kataklizme odigrava se pred očima posmatrača. Vjerovatnoća da će doći do sudara neutronskih zvijezda je vrlo velika. Susret dva takva svjetla u svemiru počinje njihovim zaplitanjem u gravitacijska polja. Posedujući ogromnu masu, razmenjuju zagrljaje, da tako kažem. Prilikom sudara dolazi do snažne eksplozije, praćene nevjerovatno snažnim oslobađanjem gama zračenja.
Ako promatramo neutronsku zvijezdu odvojeno, onda je to ostatak eksplozije supernove, u kojoj životni ciklus završava. Masa umiruće zvijezde je 8-30 puta veća od mase Sunca. Univerzum je često obasjan eksplozijama supernove. Vjerovatnoća da će se neutronske zvijezde naći u svemiru je prilično velika.
Sastanak
Zanimljivo je da kada se dvije zvijezde sretnu, razvoj događaja se ne može jednoznačno predvidjeti. Jedna od opcija opisuje matematički model, koji su predložili NASA-ini naučnici iz Centra za svemirske letove. Proces počinje s dvije neutronske zvijezde koje se nalaze na udaljenosti od otprilike 18 km jedna od druge u svemiru. Prema kosmičkim standardima, neutronske zvijezde mase 1,5-1,7 puta veće od Sunca smatraju se sićušnim objektima. Njihov promjer varira unutar 20 km. Zbog ovog neslaganja između zapremine i mase, neutronska zvijezda ima najjaču gravitaciju i magnetsko polje. Zamislite samo: kašičica materije iz neutronske zvezde teška je koliko i čitav Mount Everest!
Degeneracija
Nevjerovatno visoki gravitacijski valovi neutronske zvijezde oko nje razlog su zašto materija ne može postojati u obliku pojedinačnih atoma, koji počinju da se urušavaju. Sama materija se pretvara u degenerisanu neutronsku materiju, u kojoj struktura samih neutrona neće dozvoliti da zvezda pređe u singularitet, a zatim u crnu rupu. Ako masa degenerisane materije počne da raste usled njenog dodavanja, tada će gravitacione sile moći da savladaju otpor neutrona. Tada ništa neće spriječiti uništenje strukture nastale kao rezultat sudara neutronskih zvjezdanih objekata.
Matematički model
Proučavajući ove nebeske objekte, naučnici su došli do zaključka da je gustina neutronske zvezde uporediva sa gustinom materije u jezgru atoma. Njegovi pokazatelji se kreću od 1015 kg/m³ do 1018 kg/m³. Dakle, nezavisno postojanje elektrona i protona je nemoguće. Zvjezdana materija se praktično sastoji samo od neutrona.
Stvoreni matematički model pokazuje kako moćne periodične gravitacijske interakcije koje nastaju između dvije neutronske zvijezde probijaju tanka ljuska dvije zvijezde i bačene su u prostor koji ih okružuje, velika količina zračenje (energija i materija). Proces zbližavanja odvija se vrlo brzo, bukvalno u djeliću sekunde. Kao rezultat sudara, formira se toroidni prsten materije sa novorođenom crnom rupom u sredini.
Bitan
Modeliranje takvih događaja je važno. Zahvaljujući njima, naučnici su mogli da shvate kako nastaju neutronska zvezda i crna rupa, šta se dešava kada se zvezde sudare, kako se supernove rađaju i umiru i mnoge druge procese u svemiru. Svi ovi događaji su izvor najtežih hemijski elementi u Univerzumu, čak teža od gvožđa, nesposobna da se formira na bilo koji drugi način. Ovo dovoljno govori važnost neutronske zvijezde u cijelom svemiru.
Zadivljujuća je rotacija nebeskog objekta ogromne zapremine oko svoje ose. Ovaj proces uzrokuje kolaps, ali u isto vrijeme masa neutronske zvijezde ostaje praktički ista. Ako zamislimo da će se zvijezda nastaviti skupljati, tada će se, prema zakonu održanja ugaonog momenta, kutna brzina rotacije zvijezde povećati do nevjerovatnih vrijednosti. Ako je zvijezdi bilo potrebno oko 10 dana da izvrši punu revoluciju, onda će kao rezultat završiti istu revoluciju za 10 milisekundi! Ovo su nevjerovatni procesi!
Razvoj kolapsa
Naučnici proučavaju takve procese. Možda ćemo svjedočiti novim otkrićima koja nam se i dalje čine fantastičnim! Ali šta bi se moglo dogoditi ako zamislimo dalji razvoj kolapsa? Da bismo lakše zamislili, uzmimo za poređenje par neutronska zvijezda/Zemlja i njihove gravitacijske radijuse. Dakle, uz kontinuiranu kompresiju, zvijezda može doći do stanja u kojem neutroni počinju da se pretvaraju u hiperone. Radijus nebesko teloće postati toliko mali da će se ispred nas nalaziti grudva superplanetarnog tijela sa masom i gravitacijskim poljem zvijezde. Ovo se može uporediti sa onim kako kada bi Zemlja postala veličine ping-pong loptice, a radijus gravitacije našeg svjetla, Sunca, bio jednak 1 km.
Ako zamislimo da mali komad zvjezdane materije ima privlačnost ogromne zvijezde, onda je sposoban da drži cijeli planetarni sistem blizu sebe. Ali gustina takvog nebeskog tijela je previsoka. Zraci svjetlosti postepeno prestaju da se probijaju kroz njega, tijelo kao da se gasi, prestaje biti vidljivo oku. Samo se gravitaciono polje ne menja, što upozorava da ovde postoji gravitaciona rupa.
Otkrića i zapažanja
Prvi put spajanja neutronskih zvijezda zabilježena su nedavno: 17. avgusta. Prije dvije godine otkriveno je spajanje crnih rupa. To je tako važan događaj u oblasti astrofizike ta posmatranja je istovremeno vršilo 70 svemirskih opservatorija. Naučnici su uspjeli provjeriti ispravnost hipoteza o eksplozijama gama zraka, mogli su promatrati sintezu teških elemenata koju su prethodno opisali teoretičari.
Ovo široko rasprostranjeno posmatranje praska gama zraka, gravitacionih talasa i vidljive svetlosti omogućilo je određivanje regiona na nebu gde se dogodio značajan događaj i galaksije u kojoj su se te zvezde nalazile. Ovo je NGC 4993.
Naravno, astronomi su dugo posmatrali kratke, ali do sada nisu mogli sa sigurnošću reći o njihovom porijeklu. Iza glavne teorije stajala je verzija spajanja neutronskih zvijezda. Sada je to potvrđeno.
Da bi opisali neutronsku zvijezdu pomoću matematike, naučnici se okreću jednadžbi stanja koja povezuje gustinu sa pritiskom materije. Međutim, postoji mnogo takvih opcija, a naučnici jednostavno ne znaju koja će od postojećih biti ispravna. Nadamo se da će gravitacijske opservacije pomoći u rješavanju ovog problema. On ovog trenutka signal nije dao jednoznačan odgovor, ali već pomaže u procjeni oblika zvijezde, ovisno o gravitacijskoj privlačnosti prema drugom tijelu (zvijezdi).
NEUTRON STAR
zvijezda napravljena prvenstveno od neutrona. Neutron je neutralna subatomska čestica, jedna od glavnih komponenti materije. Hipotezu o postojanju neutronskih zvijezda iznijeli su astronomi W. Baade i F. Zwicky odmah nakon otkrića neutrona 1932. Ali ova hipoteza je potvrđena opservacijama tek nakon otkrića pulsara 1967. godine.
vidi takođe PULSAR. Neutronske zvijezde nastaju kao rezultat gravitacionog kolapsa normalnih zvijezda s masama nekoliko puta većim od Sunca. Gustina neutronske zvijezde je bliska gustoći atomsko jezgro, tj. 100 miliona puta veća od gustine obične materije. Stoga, sa svojom ogromnom masom, neutronska zvijezda ima radijus od samo cca. 10 km. Zbog malog radijusa neutronske zvijezde, sila gravitacije na njenoj površini je izuzetno velika: oko 100 milijardi puta veća nego na Zemlji. Ovu zvijezdu od kolapsa čuva "pritisak degeneracije" guste neutronske materije, koji ne zavisi od njene temperature. Međutim, ako masa neutronske zvijezde postane veća od oko 2 solarna, tada će sila gravitacije premašiti ovaj pritisak i zvijezda neće moći izdržati kolaps.
vidi takođe GRAVITACIJSKI KOLAPS. Neutronske zvijezde imaju vrlo jako magnetno polje koje na površini dostiže 10 12-10 13 G (za poređenje: Zemlja ima oko 1 G). Dvije različite vrste nebeskih objekata povezane su s neutronskim zvijezdama.
Pulsari (radio pulsari). Ovi objekti emituju impulse radio talasa strogo redovno. Mehanizam zračenja nije potpuno jasan, ali se vjeruje da rotirajuća neutronska zvijezda emituje radio snop u smjeru povezanom s njenim magnetskim poljem, čija se os simetrije ne poklapa s osom rotacije zvijezde. Dakle, rotacija uzrokuje rotaciju radio zraka, koji se periodično usmjerava prema Zemlji.
X-ray dupli. Pulsirajući izvori X-zraka su takođe povezani sa neutronskim zvezdama koje su deo binarnog sistema sa masivnom normalnom zvezdom. U takvim sistemima, gas sa površine normalne zvezde pada na neutronsku zvezdu, ubrzavajući do ogromne brzine. Kada udari u površinu neutronske zvijezde, plin oslobađa 10-30% svoje energije mirovanja, dok tokom nuklearnih reakcija ta brojka ne doseže 1%. Zagrijano do visoke temperature Površina neutronske zvijezde postaje izvor rendgenskog zračenja. Međutim, pad plina se ne događa jednoliko po cijeloj površini: jako magnetsko polje neutronske zvijezde hvata ionizirani plin koji pada i usmjerava ga na magnetne polove, gdje pada, kao u lijevak. Stoga se samo polarni dijelovi jako zagriju, a na rotirajućoj zvijezdi postaju izvori rendgenskih impulsa. Radio impulsi od takve zvijezde se više ne primaju, jer se radio valovi apsorbiraju u plinu koji je okružuje.
Compound. Gustina neutronske zvijezde raste sa dubinom. Ispod sloja atmosfere debljine svega nekoliko centimetara nalazi se tečna metalna školjka debljine nekoliko metara, a ispod nje se nalazi čvrsta kora debljine kilometar. Supstanca kore nalikuje običnom metalu, ali je mnogo gušća. U vanjskom dijelu kore uglavnom je željezo; Sa dubinom, udio neutrona u njegovom sastavu se povećava. Gdje gustina doseže cca. 4*10 11 g/cm3, udio neutrona se toliko povećava da neki od njih više nisu dio jezgara, već čine kontinuirani medij. Tamo je supstanca poput "more" neutrona i elektrona, u kojem su jezgra atoma isprepletena. I sa gustinom od cca. 2*10 14 g/cm3 (gustina atomskog jezgra), pojedinačna jezgra potpuno nestaju i ostaje neprekidna neutronska „tečnost“ sa primesom protona i elektrona. Vjerovatno je da se neutroni i protoni ponašaju kao superfluidna tekućina, slično tekućem heliju i supravodljivim metalima u zemaljskim laboratorijama.
Na još većim gustinama, najviše neobičnih oblika supstance. Možda se neutroni i protoni raspadaju na još manje čestice - kvarkove; Također je moguće da se rađaju mnogi pi-mezoni, koji formiraju takozvani pionski kondenzat.
vidi takođe
ELEMENTARNE ČESTICE;
SUPERCONDUCTIVITY;
SUPERFLUIDNOST.
LITERATURA
Dyson F., Ter Haar D. Neutronske zvijezde i pulsari. M., 1973. Lipunov V.M. Astrofizika neutronskih zvijezda. M., 1987
Collier's Encyclopedia. - Otvoreno društvo. 2000 .
Pogledajte šta je "NEUTRONSKA ZVEZDA" u drugim rečnicima:
NEUTRONSKA ZVEZDA, veoma mala zvezda velike gustine, koja se sastoji od NEUTRONA. Is posljednja faza evolucija mnogih zvijezda. Neutronske zvijezde nastaju kada masivna zvijezda bukne kao SUPERNOVA zvijezda, eksplodirajući njihov ... ... Naučno-tehnički enciklopedijski rečnik
Zvijezda čija se materija, prema teorijskim konceptima, sastoji uglavnom od neutrona. Neutronizacija materije povezana je s gravitacijskim kolapsom zvijezde nakon što se njeno nuklearno gorivo iscrpi. Prosječna gustina neutronskih zvijezda je 2,1017 ... Veliki enciklopedijski rječnik
Struktura neutronske zvijezde. Neutronska zvijezda je astronomski objekat koji je jedan od konačnih proizvoda... Wikipedia
Zvijezda čija se materija, prema teorijskim konceptima, sastoji uglavnom od neutrona. Prosječna gustina takve zvijezde je Neutronska zvijezda 2·1017 kg/m3, prosječni radijus je 20 km. Detektovano pulsirajućom radio emisijom, pogledajte Pulsari... Astronomski rječnik
Zvijezda čija se materija, prema teorijskim konceptima, sastoji uglavnom od neutrona. Neutronizacija materije povezana je s gravitacijskim kolapsom zvijezde nakon što se njeno nuklearno gorivo iscrpi. Prosječna gustina neutronske zvijezde ... ... enciklopedijski rječnik
Hidrostatska ravnotežna zvijezda, u kojoj se uglavnom sastoji roj od neutrona. Nastaje kao rezultat transformacije protona u neutrone pod gravitacijskim silama. kolaps u završnim fazama evolucije prilično masivnih zvijezda (sa masom nekoliko puta većom od ... ... Prirodna nauka. enciklopedijski rječnik
Neutronska zvijezda- jedna od faza evolucije zvijezda, kada se, kao rezultat gravitacionog kolapsa, stisne na tako male veličine (radijus lopte je 10-20 km) da se elektroni utisnu u jezgra atoma i neutraliziraju njihov naboj, sva stvar zvezde postaje... ... Počeci moderne prirodne nauke
Culverova neutronska zvijezda. Otkrili su ga astronomi sa Državnog univerziteta Pensilvanije u SAD-u i kanadskog univerziteta McGill u sazviježđu Malog medvjeda. Zvijezda je neobična po svojim karakteristikama i za razliku od bilo koje druge... ... Wikipedia
- (engleski runaway star) zvijezda koja se kreće nenormalno velikom brzinom u odnosu na okolni međuzvjezdani medij. Pravilno kretanje takve zvijezde često se ukazuje upravo u odnosu na zvjezdanu asocijaciju, čiji je član... ... Wikipedia
To se događa nakon eksplozije supernove.
Ovo je sumrak zvezdanog života. Njegova gravitacija je toliko jaka da izbacuje elektrone iz orbita atoma, pretvarajući ih u neutrone.
Kada izgubi podršku unutrašnji pritisak, ruši se, a to dovodi do eksplozija supernove.
Ostaci ovog tijela postaju neutronska zvijezda, s masom od 1,4 puta većom od mase Sunca i poluprečnikom gotovo jednakim poluprečniku Menhetna u Sjedinjenim Državama.
Težina komada šećera sa gustinom neutronske zvijezde je...
Ako, na primjer, uzmete komad šećera zapremine 1 cm3 i zamislite da je napravljen od materija neutronske zvezde, tada bi njegova masa bila otprilike milijardu tona. To je jednako masi otprilike 8 hiljada nosača aviona. Mali objekt sa neverovatne gustine!
Novorođena neutronska zvijezda može se pohvaliti velikom brzinom rotacije. Kada se masivna zvijezda pretvori u neutronsku zvijezdu, njena brzina rotacije se mijenja.
Rotirajuća neutronska zvijezda je prirodni električni generator. Njegova rotacija stvara snažno magnetsko polje. Ova ogromna sila magnetizma hvata elektrone i druge čestice atoma i šalje ih duboko u svemir ogromnom brzinom. Čestice velike brzine imaju tendenciju da emituju zračenje. Treperenje koje opažamo u pulsarnim zvijezdama je zračenje ovih čestica.Ali to primjećujemo samo kada je njegovo zračenje usmjereno u našem smjeru.
Neutronska zvijezda koja se okreće je Pulsar, egzotični objekt nastao nakon eksplozije Supernove. Ovo je zalazak sunca njenog života.
Gustina neutronskih zvijezda je različito raspoređena. Imaju koru koja je neverovatno gusta. Ali sile unutar neutronske zvijezde mogu probiti koru. A kada se to dogodi, zvijezda prilagođava svoj položaj, što dovodi do promjene njene rotacije. To se zove: kora je napukla. Na neutronskoj zvijezdi dolazi do eksplozije.
Članci
>Pulsar (ružičasti) se može vidjeti u centru galaksije M82.
Istražiti pulsari i neutronske zvijezde Univerzum: opis i karakteristike sa fotografijama i video zapisima, struktura, rotacija, gustina, sastav, masa, temperatura, pretraga.
Pulsari
Pulsari su sferni kompaktni objekti čije dimenzije ne prelaze granice veliki grad. Iznenađujuće je da sa takvom zapreminom premašuju solarnu masu u smislu mase. Koriste se za proučavanje ekstremnih stanja materije, otkrivanje planeta izvan našeg sistema i mjerenje kosmičkih udaljenosti. Osim toga, pomogli su u pronalaženju gravitacijskih valova koji ukazuju na energetske događaje, poput supermasivnih sudara. Prvi put otkriven 1967.
Šta je pulsar?
Ako tražite pulsar na nebu, čini se da je to obična svjetlucava zvijezda koja prati određeni ritam. U stvari, njihova svjetlost ne treperi i ne pulsira, i ne izgledaju kao zvijezde.
Pulsar proizvodi dva uporna, uska snopa svjetlosti u suprotnim smjerovima. Efekat treperenja se stvara jer se rotiraju (princip beacona). U ovom trenutku, snop udara u Zemlju, a zatim se ponovo okreće. Zašto se ovo dešava? Činjenica je da svjetlosni snop pulsara obično nije poravnat s njegovom osom rotacije.
Ako je treptanje generirano rotacijom, tada brzina impulsa odražava brzinu kojom se pulsar vrti. Ukupno je pronađeno 2.000 pulsara, od kojih se većina okreće jednom u sekundi. Ali postoji otprilike 200 objekata koji uspiju napraviti stotinu okretaja u isto vrijeme. Najbrži se zovu milisekundni, jer je njihov broj okretaja u sekundi jednak 700.
Pulsari se ne mogu smatrati zvijezdama, barem „živim“. Umjesto toga, to su neutronske zvijezde, nastale nakon što masivna zvijezda ostane bez goriva i kolapsira. Kao rezultat toga, stvara se snažna eksplozija - supernova, a preostali gusti materijal se pretvara u neutronsku zvijezdu.
Prečnik pulsara u svemiru doseže 20-24 km, a njihova masa je dvostruko veća od Sunčeve. Da vam dam ideju, komad takvog predmeta veličine kocke šećera težit će milijardu tona. Odnosno, nešto teško kao Everest stane u vašu ruku! Istina, postoji još gušći objekt - crna rupa. Najmasivniji doseže 2,04 solarne mase.
Pulsari imaju jako magnetno polje, koje je 100 miliona do 1 kvadrilion puta jače od Zemljinog. Da bi neutronska zvijezda počela emitirati svjetlost poput pulsara, mora imati pravi omjer jačine magnetnog polja i brzine rotacije. Dešava se da snop radio talasa ne prođe kroz vidno polje zemaljskog teleskopa i ostane nevidljiv.
Radio pulsari
Astrofizičar Anton Birjukov o fizici neutronskih zvijezda, usporavanju rotacije i otkriću gravitacijskih valova:
Zašto pulsari rotiraju?
Sporost pulsara je jedna rotacija u sekundi. Najbrži ubrzavaju na stotine okretaja u sekundi i nazivaju se milisekundama. Proces rotacije nastaje jer su se rotirale i zvijezde od kojih su nastale. Ali da biste došli do te brzine, potreban vam je dodatni izvor.
Istraživači vjeruju da su milisekundni pulsari nastali krađom energije od susjeda. Možda ćete primijetiti prisustvo strane tvari koja povećava brzinu rotacije. A to nije dobro za povrijeđenog pratioca, kojeg bi pulsar jednog dana mogao potpuno progutati. Takvi sistemi se nazivaju crne udovice (po opasnog izgleda pauk).
Pulsari su sposobni da emituju svetlost u nekoliko talasnih dužina (od radija do gama zraka). Ali kako to rade? Naučnici još ne mogu pronaći tačan odgovor. Smatra se da je za svaku talasnu dužinu odgovoran poseban mehanizam. Zrake nalik na farove napravljene su od radio talasa. Oni su svijetli i uski i podsjećaju na koherentnu svjetlost, gdje čestice formiraju fokusirani snop.
Što je rotacija brža, to je slabije magnetsko polje. Ali brzina rotacije im je dovoljna da emituju zrake sjajne poput onih sporih.
Tokom rotacije, magnetsko polje stvara električno polje, koje može dovesti nabijene čestice u mobilno stanje (električna struja). Područje iznad površine gdje dominira magnetno polje naziva se magnetosfera. Ovdje se nabijene čestice nevjerovatno ubrzavaju velike brzine zbog jakih električno polje. Svaki put kada ubrzaju, emituju svjetlost. Prikazuje se u optičkom i rendgenskom opsegu.
Šta je sa gama zracima? Istraživanja sugeriraju da njihov izvor treba tražiti negdje u blizini pulsara. I ličiće na lepezu.
Potražite pulsare
Radio teleskopi ostaju glavna metoda za traženje pulsara u svemiru. Oni su mali i bledi u odnosu na druge objekte, tako da morate skenirati celo nebo i postepeno ovi objekti ulaze u sočivo. Većina je pronađena pomoću opservatorije Parkes u Australiji. Mnogo novih podataka će biti dostupno od antene kvadratnog kilometra (SKA) počevši od 2018.
Godine 2008. lansiran je teleskop GLAST, koji je pronašao 2050 pulsara koji emituju gama zrake, od kojih su 93 bili milisekundni. Ovaj teleskop je nevjerovatno koristan jer skenira cijelo nebo, dok drugi ističu samo mala područja duž ravnine.
Pronalaženje različitih talasnih dužina može biti izazovno. Činjenica je da su radio talasi nevjerovatno moćni, ali možda jednostavno neće pasti u sočivo teleskopa. Ali gama zračenje se širi po većem dijelu neba, ali je slabije u svjetlini.
Naučnici sada znaju za postojanje 2.300 pulsara, pronađenih putem radio talasa i 160 putem gama zraka. Postoje i pulsari od 240 milisekundi, od kojih 60 proizvodi gama zrake.
Koristeći pulsare
Pulsari nisu samo nevjerovatni svemirski objekti, već i korisni alati. Emitovana svjetlost može mnogo reći interni procesi. To jest, istraživači su u stanju razumjeti fiziku neutronskih zvijezda. Ovi objekti su takvi visokog pritiska da se ponašanje materije razlikuje od uobičajenog. Čudan sadržaj neutronskih zvijezda naziva se "nuklearna pasta".
Pulsari donose mnoge prednosti zahvaljujući preciznosti njihovih pulseva. Naučnici poznaju određene objekte i percipiraju ih kao kosmičke satove. Tako su se počele pojavljivati spekulacije o prisutnosti drugih planeta. U stvari, prva pronađena egzoplaneta kružila je oko pulsara.
Ne zaboravite da se pulsari nastavljaju kretati dok "treptaju", što znači da se mogu koristiti za mjerenje kosmičkih udaljenosti. Oni su takođe bili uključeni u testiranje Ajnštajnove teorije relativnosti, poput momenata sa gravitacijom. Ali pravilnost pulsiranja može biti poremećena gravitacionim talasima. Ovo je uočeno u februaru 2016.
Pulsar Cemeteries
Postepeno, svi pulsari usporavaju. Zračenje se pokreće magnetnim poljem stvorenim rotacijom. Kao rezultat toga, također gubi snagu i prestaje da šalje zrake. Naučnici su povukli posebnu liniju gdje se gama zraci još uvijek mogu detektirati ispred radio valova. Čim pulsar padne ispod, otpisuje se na groblju pulsara.
Ako je pulsar formiran od ostataka supernove, onda ima ogromnu rezervu energije i brza brzina rotacija. Primjeri uključuju mladi objekat PSR B0531+21. U ovoj fazi može ostati nekoliko stotina hiljada godina, nakon čega će početi gubiti brzinu. Pulsari srednjih godina čine većinu stanovništva i proizvode samo radio talase.
Međutim, pulsar može produžiti svoj život ako se u blizini nalazi satelit. Tada će izvući svoj materijal i povećati brzinu rotacije. Takve promjene se mogu dogoditi u bilo kojem trenutku, zbog čega je pulsar sposoban za ponovno rođenje. Takav kontakt se naziva binarni sistem rendgenskih zraka male mase. Najstariji pulsari su milisekundni. Neki dosežu milijarde godina starosti.
Neutronske zvijezde
Neutronske zvijezde- prilično misteriozni objekti, koji premašuju sunčevu masu za 1,4 puta. Rađaju se nakon eksplozije većih zvijezda. Hajde da bolje upoznamo ove formacije.
Kada zvezda 4-8 puta masivnija od Sunca eksplodira, ostaje jezgro visoke gustine i nastavlja da se urušava. Gravitacija tako snažno gura materijal da uzrokuje da se protoni i elektroni spoje zajedno i postanu neutroni. Tako nastaje neutronska zvijezda visoke gustine.
Ovi masivni objekti mogu doseći prečnik od samo 20 km. Da bismo vam dali predstavu o gustoći, samo jedna mjerica materijala neutronske zvijezde bila bi teška milijardu tona. Gravitacija na takvom objektu je 2 milijarde puta jača od Zemljine, a snaga je dovoljna za gravitacijsko sočivo, što omogućava naučnicima da vide stražnji dio zvijezde.
Udar od eksplozije ostavlja impuls koji uzrokuje okretanje neutronske zvijezde, dostižući nekoliko okretaja u sekundi. Iako mogu ubrzati do 43.000 puta u minuti.
Granični slojevi u blizini kompaktnih objekata
Astrofizičar Valery Suleymanov o nastanku akrecijskih diskova, zvjezdanog vjetra i materije oko neutronskih zvijezda:
Unutrašnjost neutronskih zvijezda
Astrofizičar Sergej Popov o ekstremnim stanjima materije, sastavu neutronskih zvijezda i metodama za proučavanje unutrašnjosti:
Kada neutronska zvijezda djeluje kao dio dualni sistem, gde je supernova eksplodirala, slika izgleda još impresivnije. Ako je druga zvijezda inferiorna po masi od Sunca, onda povlači masu pratioca u "Rocheov režanj". Ovo je sferni oblak materijala koji kruži oko neutronske zvijezde. Ako je satelit bio 10 puta veći od sunčeve mase, onda je i prijenos mase prilagođen, ali nije tako stabilan. Materijal teče duž magnetnih polova, zagrijava se i stvara rendgenske pulsacije.
Do 2010. godine, 1.800 pulsara je pronađeno pomoću radio detekcije i 70 pomoću gama zraka. Neki primjerci su čak imali i planete.
Vrste neutronskih zvijezda
Neki predstavnici neutronskih zvijezda imaju mlazove materijala koji teku skoro brzinom svjetlosti. Kada prolete pored nas, bljeskaju kao svetlost svetionika. Zbog toga se zovu pulsari.
Krajnji proizvod zvjezdane evolucije naziva se neutronske zvijezde. Njihova veličina i težina su jednostavno neverovatne! Ima veličinu do 20 km u prečniku, ali teži kao . Gustoća materije u neutronskoj zvijezdi je mnogo puta veća od gustine atomskog jezgra. Neutronske zvijezde se pojavljuju tokom eksplozija supernove.
Većina poznatih neutronskih zvijezda ima približno 1,44 solarne mase i jednaka je granici mase Chandrasekhara. Ali teoretski je moguće da mogu imati do 2,5 mase. Najteži do sada otkriveni teži 1,88 solarnih masa i zove se Vele X-1, a drugi sa masom od 1,97 solarnih masa je PSR J1614-2230. Sa daljim povećanjem gustine, zvezda se pretvara u kvark.
Magnetno polje neutronskih zvijezda je vrlo jako i dostiže 10,12 stepeni G, Zemljino polje je 1G. Od 1990. godine neke neutronske zvijezde su identificirane kao magnetari - to su zvijezde čija magnetna polja idu daleko iznad 10 do 14 stepeni Gausa. Kod takvih kritičnih magnetnih polja dolazi do promjena fizike, javlja se relativistički efekti (savijanje svjetlosti magnetnim poljem) i polarizacija fizičkog vakuuma. Neutronske zvijezde su bile predviđene, a zatim otkrivene.
Prve pretpostavke dali su Walter Baade i Fritz Zwicky 1933, iznijeli su pretpostavku da se neutronske zvijezde rađaju kao rezultat eksplozije supernove. Prema proračunima, zračenje ovih zvijezda je vrlo malo, jednostavno ga je nemoguće otkriti. Ali 1967. godine Huishova diplomirana studentica Jocelyn Bell otkrila je , koji emituje regularne radio impulse.
Takvi impulsi su dobijeni kao rezultat brze rotacije objekta, ali obične zvijezde bi se jednostavno razletjele od tako jake rotacije, pa su stoga odlučili da su neutronske zvijezde.
Pulsari u opadajućem redoslijedu brzine rotacije:
Ejektor je radio pulsar. Mala brzina rotacije i jako magnetno polje. Takav pulsar ima magnetno polje i zvijezda se rotira jednako ugaona brzina. U određenom trenutku, linearna brzina polja dostiže brzinu svjetlosti i počinje je prelaziti. Nadalje, dipolno polje ne može postojati, a linije jačine polja se prekidaju. Krećući se duž ovih linija, nabijene čestice dospiju do litice i odlome se, tako napuštaju neutronsku zvijezdu i mogu odletjeti na bilo koju udaljenost do beskonačnosti. Stoga se ovi pulsari nazivaju ejektorima (dati, izbaciti) - radio pulsari.
Propeler, više nema istu brzinu rotacije kao ejektor za ubrzavanje čestica do post-svjetlosne brzine, tako da ne može biti radio pulsar. Ali njegova brzina rotacije je i dalje vrlo velika, materija zarobljena magnetnim poljem još ne može pasti na zvijezdu, odnosno ne dolazi do akrecije. Takve zvijezde su vrlo slabo proučavane, jer ih je gotovo nemoguće posmatrati.
Akretor je rendgenski pulsar. Zvijezda više ne rotira tako brzo i materija počinje padati na zvijezdu, padajući duž linije magnetnog polja. Prilikom pada na čvrstu površinu blizu pola, supstanca se zagreva na desetine miliona stepeni, što dovodi do rendgenskog zračenja. Pulsacije nastaju kao rezultat činjenice da se zvijezda još uvijek rotira, a kako je područje pada materije samo oko 100 metara, ovo mjesto povremeno nestaje iz vidokruga.
