Objetos sobre los cuales hablaremos en el artículo, fueron descubiertos por accidente, aunque los científicos Landau L.D. y Oppenheimer R. predijeron su existencia ya en 1930. Estamos hablando de estrellas de neutrones. Las características y características de estas luminarias cósmicas se discutirán en el artículo.
Neutrón y la estrella del mismo nombre.
Después de la predicción en los años 30 del siglo XX sobre la existencia de estrellas de neutrones y después del descubrimiento del neutrón (1932), Baade V., junto con Zwicky F., en 1933, en un congreso de físicos en América, anunció la Posibilidad de formación de un objeto llamado estrella de neutrones. Este es un cuerpo cósmico que aparece durante una explosión de supernova.
Sin embargo, todos los cálculos fueron sólo teóricos, ya que tal teoría no fue posible demostrar en la práctica debido a la falta de equipo astronómico adecuado y al tamaño demasiado pequeño de la estrella de neutrones. Pero en 1960 comenzó a desarrollarse la astronomía de rayos X. Luego, de forma bastante inesperada, se descubrieron estrellas de neutrones gracias a observaciones de radio.
Apertura
El año 1967 fue significativo en este ámbito. Bell D., como estudiante de posgrado de Huish E., pudo descubrir un objeto cósmico: una estrella de neutrones. Se trata de un cuerpo que emite radiación constante de pulsos de ondas de radio. El fenómeno se comparó con una radiobaliza cósmica debido a la estrecha direccionalidad del haz de radio, que procedía de un objeto que giraba muy rápidamente. El hecho es que cualquier otra estrella estándar no podría mantener su integridad a una velocidad de rotación tan alta. Sólo las estrellas de neutrones son capaces de hacer esto, entre las cuales la primera descubierta fue el púlsar PSR B1919+21.
El destino de las estrellas masivas es muy diferente al de las pequeñas. En estas luminarias llega un momento en que la presión del gas ya no equilibra las fuerzas gravitacionales. Tales procesos conducen al hecho de que la estrella comienza a encogerse (colapsar) sin límite. Con una masa estelar entre 1,5 y 2 veces mayor que la del Sol, el colapso será inevitable. Durante el proceso de compresión, el gas del interior del núcleo estelar se calienta. Al principio todo sucede muy lentamente.
Colapsar
Al alcanzar una determinada temperatura, un protón puede convertirse en neutrinos, que abandonan inmediatamente la estrella y se llevan energía. El colapso se intensificará hasta que todos los protones se conviertan en neutrinos. Esto crea un púlsar o estrella de neutrones. Este es un núcleo en colapso.
Durante la formación de un púlsar, la capa exterior recibe energía de compresión, que luego se producirá a una velocidad de más de mil km/s. arrojado al espacio. Esto crea una onda de choque que puede conducir a la formación de nuevas estrellas. Éste será miles de millones de veces más grande que el original. Después de este proceso, durante un período de una semana a un mes, la estrella emite luz en cantidades que superan a toda una galaxia. Un cuerpo celeste de este tipo se llama supernova. Su explosión da lugar a la formación de una nebulosa. En el centro de la nebulosa hay un púlsar o estrella de neutrones. Este es el llamado descendiente de una estrella que explotó.
Visualización
En las profundidades de todo el espacio tienen lugar acontecimientos asombrosos, entre los que se encuentra la colisión de estrellas. Gracias a un sofisticado modelo matemático, los científicos de la NASA pudieron visualizar el derroche de enormes cantidades de energía y la degeneración de la materia involucrada en ella. Ante los ojos de los observadores se desarrolla una imagen increíblemente poderosa de un cataclismo cósmico. La probabilidad de que se produzca una colisión de estrellas de neutrones es muy alta. El encuentro de dos de estas luminarias en el espacio comienza con su enredo en campos gravitacionales. Al poseer una masa enorme, intercambian abrazos, por así decirlo. Tras la colisión, se produce una poderosa explosión, acompañada de una liberación increíblemente poderosa de radiación gamma.
Si consideramos una estrella de neutrones por separado, entonces este es el remanente de una explosión de supernova, en la que ciclo vital termina. La masa de una estrella moribunda es entre 8 y 30 veces mayor que la del sol. El universo suele estar iluminado por explosiones de supernovas. La probabilidad de que se encuentren estrellas de neutrones en el universo es bastante alta.
Reunión
Es interesante que cuando dos estrellas se encuentran, el desarrollo de los acontecimientos no se puede prever sin ambigüedades. Una de las opciones describe modelo matemático, propuesto por científicos de la NASA del Centro de Vuelos Espaciales. El proceso comienza con dos estrellas de neutrones ubicadas a una distancia de aproximadamente 18 km entre sí en el espacio exterior. Según los estándares cósmicos, las estrellas de neutrones con una masa de 1,5 a 1,7 veces la del Sol se consideran objetos diminutos. Su diámetro varía dentro de los 20 km. Debido a esta discrepancia entre volumen y masa, una estrella de neutrones tiene la fuerza gravitacional y campo magnético. Imagínese: ¡una cucharadita de materia de una estrella de neutrones pesa tanto como todo el Monte Everest!
Degeneración
Las ondas gravitacionales increíblemente altas de una estrella de neutrones a su alrededor son la razón por la que la materia no puede existir en forma de átomos individuales, que comienzan a colapsar. La materia misma se transforma en materia de neutrones degenerada, en la que la estructura de los propios neutrones no permitirá que la estrella pase a una singularidad y luego a un agujero negro. Si la masa de materia degenerada comienza a aumentar debido a su adición, entonces las fuerzas gravitacionales podrán superar la resistencia de los neutrones. Entonces nada impedirá la destrucción de la estructura formada como resultado de la colisión de objetos estelares de neutrones.
Modelo matemático
Al estudiar estos objetos celestes, los científicos llegaron a la conclusión de que la densidad de una estrella de neutrones es comparable a la densidad de la materia en el núcleo de un átomo. Sus indicadores oscilan entre 1015 kg/m³ y 1018 kg/m³. Por tanto, la existencia independiente de electrones y protones es imposible. La materia de la estrella prácticamente se compone únicamente de neutrones.
El modelo matemático creado demuestra cómo se abren paso las poderosas interacciones gravitacionales periódicas que surgen entre dos estrellas de neutrones. cáscara delgada dos estrellas y son arrojadas al espacio que las rodea, gran cantidad Radiación (energía y materia). El proceso de acercamiento se produce muy rápidamente, literalmente en una fracción de segundo. Como resultado de la colisión, se forma un anillo toroidal de materia con un agujero negro recién nacido en el centro.
Importante
Modelar tales eventos es importante. Gracias a ellos, los científicos pudieron comprender cómo se forman una estrella de neutrones y un agujero negro, qué sucede cuando las estrellas chocan, cómo nacen y mueren las supernovas y muchos otros procesos en el espacio exterior. Todos estos acontecimientos son la fuente de los más graves elementos químicos en el Universo, incluso más pesado que el hierro, incapaz de formarse de otra manera. Esto dice mucho importancia estrellas de neutrones en todo el Universo.
La rotación de un objeto celeste de enorme volumen alrededor de su eje es asombrosa. Este proceso provoca el colapso, pero al mismo tiempo la masa de la estrella de neutrones sigue siendo prácticamente la misma. Si imaginamos que la estrella continuará contrayéndose, entonces, según la ley de conservación del momento angular, la velocidad angular de rotación de la estrella aumentará a valores increíbles. Si la estrella necesitó unos 10 días para completar una revolución completa, entonces, como resultado, completará la misma revolución en 10 milisegundos. ¡Estos son procesos increíbles!
Desarrollo del colapso
Los científicos están estudiando estos procesos. ¡Quizás seamos testigos de nuevos descubrimientos que todavía nos parecen fantásticos! Pero, ¿qué podría pasar si imaginamos más el desarrollo del colapso? Para que sea más fácil de imaginar, tomemos como comparación el par estrella de neutrones/Tierra y sus radios gravitacionales. Entonces, con una compresión continua, una estrella puede alcanzar un estado en el que los neutrones comienzan a convertirse en hiperones. Radio cuerpo celestial se volverá tan pequeño que frente a nosotros habrá un trozo de un cuerpo superplanetario con la masa y el campo gravitacional de una estrella. Esto se puede comparar con lo que sucedería si la Tierra se volviera del tamaño de una pelota de ping-pong y el radio gravitacional de nuestra luminaria, el Sol, fuera igual a 1 km.
Si imaginamos que un pequeño trozo de materia estelar tiene la atracción de una estrella enorme, entonces es capaz de mantener cerca de él todo un sistema planetario. Pero la densidad de un cuerpo celeste de este tipo es demasiado alta. Los rayos de luz dejan de atravesarlo gradualmente, el cuerpo parece apagarse, deja de ser visible a la vista. Sólo el campo gravitacional no cambia, lo que advierte de que aquí hay un agujero gravitacional.
Descubrimientos y observaciones.
La primera vez que se registraron fusiones de estrellas de neutrones fue hace muy poco: el 17 de agosto. Hace dos años se detectó una fusión de agujeros negros. Es tan un evento importante en el campo de la astrofísica, que las observaciones fueron realizadas simultáneamente por 70 observatorios espaciales. Los científicos pudieron comprobar la exactitud de las hipótesis sobre las explosiones de rayos gamma; pudieron observar la síntesis de elementos pesados descrita anteriormente por los teóricos.
Esta observación generalizada del estallido de rayos gamma, las ondas gravitacionales y la luz visible permitió determinar la región del cielo donde ocurrió el evento significativo y la galaxia donde se ubicaban estas estrellas. Esta es NGC 4993.
Por supuesto, los astrónomos han estado observando los cortos durante mucho tiempo, pero hasta ahora no podían decir con seguridad sobre su origen. Detrás de la teoría principal había una versión de la fusión de estrellas de neutrones. Ahora ha sido confirmado.
Para describir una estrella de neutrones usando matemáticas, los científicos recurren a la ecuación de estado que relaciona la densidad con la presión de la materia. Sin embargo, existen muchas opciones de este tipo y los científicos simplemente no saben cuál de las existentes será la correcta. Se espera que las observaciones gravitacionales ayuden a resolver este problema. En este momento La señal no dio una respuesta inequívoca, pero ya ayuda a estimar la forma de la estrella, que depende de la atracción gravitacional hacia el segundo cuerpo (estrella).
ESTRELLA NEUTRÓN
una estrella compuesta principalmente de neutrones. Un neutrón es una partícula subatómica neutra, uno de los principales componentes de la materia. La hipótesis sobre la existencia de estrellas de neutrones fue propuesta por los astrónomos W. Baade y F. Zwicky inmediatamente después del descubrimiento de los neutrones en 1932. Pero esta hipótesis fue confirmada por observaciones sólo después del descubrimiento de los púlsares en 1967.
ver también PULSAR. Estrellas de neutrones Se forman como resultado del colapso gravitacional de estrellas normales con masas varias veces mayores que la del Sol. La densidad de una estrella de neutrones es cercana a la de núcleo atómico, es decir. 100 millones de veces mayor que la densidad de la materia ordinaria. Por lo tanto, a pesar de su enorme masa, una estrella de neutrones tiene un radio de sólo aprox. 10 kilómetros. Debido al pequeño radio de una estrella de neutrones, la fuerza de gravedad sobre su superficie es extremadamente alta: alrededor de 100 mil millones de veces mayor que en la Tierra. Esta estrella evita el colapso gracias a la “presión de degeneración” de la materia neutrónica densa, que no depende de su temperatura. Sin embargo, si la masa de una estrella de neutrones supera aproximadamente 2 veces la masa solar, entonces la fuerza de gravedad excederá esta presión y la estrella no podrá resistir el colapso.
ver también COLAPSO GRAVITACIONAL. Las estrellas de neutrones tienen un campo magnético muy fuerte, que alcanza 10 12-10 13 G en la superficie (a modo de comparación: la Tierra tiene aproximadamente 1 G). Dos tipos diferentes de objetos celestes están asociados con las estrellas de neutrones.
Púlsares (radiopúlsares). Estos objetos emiten pulsos de ondas de radio de forma estrictamente regular. El mecanismo de la radiación no está del todo claro, pero se cree que una estrella de neutrones en rotación emite un haz de radio en una dirección asociada a su campo magnético, cuyo eje de simetría no coincide con el eje de rotación de la estrella. Por tanto, la rotación provoca la rotación del haz de radio, que periódicamente se dirige hacia la Tierra.
La radiografía se duplica. Las fuentes pulsantes de rayos X también están asociadas con estrellas de neutrones que forman parte de un sistema binario con una estrella normal masiva. En tales sistemas, el gas de la superficie de una estrella normal cae sobre una estrella de neutrones, acelerando a una velocidad enorme. Al golpear la superficie de una estrella de neutrones, el gas libera entre el 10 y el 30% de su energía en reposo, mientras que durante las reacciones nucleares esta cifra no alcanza el 1%. calentado a alta temperatura La superficie de una estrella de neutrones se convierte en una fuente de radiación de rayos X. Sin embargo, la caída del gas no se produce de manera uniforme en toda la superficie: el fuerte campo magnético de una estrella de neutrones captura el gas ionizado que cae y lo dirige hacia los polos magnéticos, donde cae como en un embudo. Por lo tanto, sólo las regiones polares se calientan mucho y, en una estrella en rotación, se convierten en fuentes de pulsos de rayos X. Los pulsos de radio de una estrella de este tipo ya no se reciben, ya que las ondas de radio son absorbidas por el gas que la rodea.
Compuesto. La densidad de una estrella de neutrones aumenta con la profundidad. Debajo de una capa de atmósfera de sólo unos pocos centímetros de espesor hay una capa de metal líquido de varios metros de espesor, y debajo hay una corteza sólida de un kilómetro de espesor. La sustancia de la corteza se parece al metal común, pero es mucho más densa. En la parte exterior de la corteza se encuentra principalmente hierro; Con la profundidad, aumenta la proporción de neutrones en su composición. Donde la densidad alcanza aprox. 4*10 11 g/cm3, la proporción de neutrones aumenta tanto que algunos de ellos ya no forman parte de los núcleos, sino que forman un medio continuo. Allí, la sustancia es como un “mar” de neutrones y electrones, en el que se intercalan los núcleos de los átomos. Y con una densidad de aprox. 2*10 14 g/cm3 (densidad del núcleo atómico), los núcleos individuales desaparecen por completo y lo que queda es un “líquido” continuo de neutrones con una mezcla de protones y electrones. Es probable que los neutrones y los protones se comporten como un líquido superfluido, similar al helio líquido y los metales superconductores en los laboratorios terrestres.
En densidades aún mayores, la mayoría formas inusuales sustancias. Quizás los neutrones y los protones se desintegren en partículas aún más pequeñas: los quarks; También es posible que nazcan muchos mesones pi, que forman el llamado condensado de piones.
ver también
PARTÍCULAS ELEMENTALES;
SUPERCONDUCTIVIDAD;
SUPERFLUIDEZ.
LITERATURA
Dyson F., Ter Haar D. Estrellas de neutrones y púlsares. M., 1973 Lipunov V.M. Astrofísica de las estrellas de neutrones. Moscú, 1987.
Enciclopedia de Collier. - Sociedad Abierta. 2000 .
Vea qué es una "ESTRELLA DE NEUTRON" en otros diccionarios:
ESTRELLA DE NEUTRON, estrella muy pequeña y de alta densidad, formada por NEUTRONES. Es última etapa evolución de muchas estrellas. Las estrellas de neutrones se forman cuando una estrella masiva explota como estrella SUPERNOVA, explotando sus... ... Diccionario enciclopédico científico y técnico.
Estrella cuya materia, según conceptos teóricos, está formada principalmente por neutrones. La neutronización de la materia está asociada con el colapso gravitacional de una estrella después de que se agota su combustible nuclear. La densidad media de las estrellas de neutrones es 2,1017 ... Gran diccionario enciclopédico
La estructura de una estrella de neutrones. Una estrella de neutrones es un objeto astronómico que es uno de los productos finales ... Wikipedia
Estrella cuya materia, según conceptos teóricos, está formada principalmente por neutrones. La densidad media de una estrella de este tipo es de estrella de neutrones 2·1017 kg/m3, el radio medio es de 20 km. Detectado por emisión de radio pulsada, ver Púlsares... Diccionario astronómico
Estrella cuya materia, según conceptos teóricos, está formada principalmente por neutrones. La neutronización de la materia está asociada con el colapso gravitacional de una estrella después de que se agota su combustible nuclear. Densidad media de una estrella de neutrones... ... diccionario enciclopédico
Una estrella en equilibrio hidrostático, en la que se compone principalmente el enjambre. de neutrones. Formado como resultado de la transformación de protones en neutrones bajo fuerzas gravitacionales. colapso en las etapas finales de la evolución de estrellas bastante masivas (con una masa varias veces mayor que... ... Ciencias Naturales. diccionario enciclopédico
Estrella neutrón- una de las etapas de la evolución de las estrellas, cuando, como resultado del colapso gravitacional, se comprime a tamaños tan pequeños (el radio de la bola es de 10 a 20 km) que los electrones se presionan contra los núcleos de los átomos y se neutralizan. su carga, toda la materia de la estrella se vuelve... ... Los inicios de las ciencias naturales modernas.
Estrella de neutrones de Culver. Fue descubierto por astrónomos de la Universidad Estatal de Pensilvania en EE. UU. y de la Universidad McGill de Canadá en la constelación de la Osa Menor. La estrella es inusual en sus características y no se parece a ninguna otra... ... Wikipedia
- (estrella fugitiva inglesa) una estrella que se mueve a una velocidad anormalmente alta en relación con el medio interestelar circundante. El movimiento propio de una estrella de este tipo a menudo se indica precisamente en relación con la asociación estelar, miembro de la cual... ... Wikipedia
Ocurre después de la explosión de una supernova.
Este es el ocaso de la vida de una estrella. Su gravedad es tan fuerte que expulsa electrones de las órbitas de los átomos, convirtiéndolos en neutrones.
Cuando ella pierde su apoyo presión interna, colapsa, y esto lleva a explosión de supernova.
Los restos de este cuerpo se convierten en una Estrella de Neutrones, con una masa de 1,4 veces la masa del Sol y un radio casi igual al radio de Manhattan en Estados Unidos.
El peso de un trozo de azúcar con la densidad de una estrella de neutrones es...
Si, por ejemplo, tomamos un trozo de azúcar con un volumen de 1 cm3 e imaginamos que está hecho de materia de estrellas de neutrones, entonces su masa sería de aproximadamente mil millones de toneladas. Esto equivale a la masa de aproximadamente 8 mil portaaviones. Objeto pequeño con densidad increíble!
La recién nacida estrella de neutrones presume de una alta velocidad de rotación. Cuando una estrella masiva se convierte en una estrella de neutrones, su velocidad de rotación cambia.
Una estrella de neutrones en rotación es un generador eléctrico natural. Su rotación crea un poderoso campo magnético. Esta enorme fuerza del magnetismo captura electrones y otras partículas de átomos y los envía a las profundidades del Universo a una velocidad tremenda. Las partículas de alta velocidad tienden a emitir radiación. El parpadeo que observamos en las estrellas púlsar es la radiación de estas partículas.Pero sólo lo notamos cuando su radiación se dirige en nuestra dirección.
La estrella de neutrones que gira es un Pulsar, un objeto exótico creado después de la explosión de una supernova. Este es el ocaso de su vida.
La densidad de las estrellas de neutrones se distribuye de forma diferente. Tienen una corteza increíblemente densa. Pero las fuerzas dentro de una estrella de neutrones pueden perforar la corteza. Y cuando esto sucede, la estrella ajusta su posición, lo que provoca un cambio en su rotación. Esto se llama: la corteza está agrietada. Se produce una explosión en una estrella de neutrones.
Artículos
>Se puede ver un púlsar (rosa) en el centro de la galaxia M82.
Explorar púlsares y estrellas de neutrones El Universo: descripción y características con fotos y videos, estructura, rotación, densidad, composición, masa, temperatura, búsqueda.
Púlsares
Púlsares Son objetos esféricos compactos cuyas dimensiones no van más allá del límite. Gran ciudad. Lo sorprendente es que con semejante volumen superan en masa a la masa solar. Se utilizan para estudiar estados extremos de la materia, detectar planetas más allá de nuestro sistema y medir distancias cósmicas. Además, ayudaron a encontrar ondas gravitacionales que indican eventos energéticos, como colisiones supermasivas. Descubierto por primera vez en 1967.
¿Qué es un púlsar?
Si buscas un púlsar en el cielo, parece ser una estrella ordinaria y centelleante que sigue un cierto ritmo. De hecho, su luz no parpadea ni pulsa y no aparecen como estrellas.
El púlsar produce dos haces de luz estrechos y persistentes en direcciones opuestas. El efecto de parpadeo se crea porque giran (principio de baliza). En ese momento, el rayo choca contra la Tierra y luego vuelve a girar. ¿Por qué está pasando esto? El hecho es que el haz de luz de un púlsar no suele estar alineado con su eje de rotación.
Si el parpadeo se genera por rotación, entonces la velocidad de los pulsos refleja la velocidad a la que gira el púlsar. Se encontraron en total 2.000 púlsares, la mayoría de los cuales giran una vez por segundo. Pero hay aproximadamente 200 objetos que logran dar cien revoluciones al mismo tiempo. Los más rápidos se llaman milisegundos porque su número de revoluciones por segundo es igual a 700.
Los púlsares no pueden considerarse estrellas, al menos “vivas”. Más bien, son estrellas de neutrones, formadas después de que una estrella masiva se queda sin combustible y colapsa. Como resultado, se crea una fuerte explosión: una supernova, y el material denso restante se transforma en una estrella de neutrones.
El diámetro de los púlsares en el Universo alcanza los 20-24 km y su masa es el doble que la del Sol. Para que os hagáis una idea, un trozo de un objeto de este tipo del tamaño de un terrón de azúcar pesará mil millones de toneladas. Es decir, ¡algo tan pesado como el Everest cabe en tu mano! Es cierto que existe un objeto aún más denso: un agujero negro. El más masivo alcanza las 2,04 masas solares.
Los púlsares tienen un fuerte campo magnético que es entre 100 millones y 1 billón de veces más fuerte que el de la Tierra. Para que una estrella de neutrones comience a emitir luz como un púlsar, debe tener la proporción correcta entre intensidad del campo magnético y velocidad de rotación. Sucede que un haz de ondas de radio puede no atravesar el campo de visión de un telescopio terrestre y permanecer invisible.
Púlsares de radio
El astrofísico Anton Biryukov sobre la física de las estrellas de neutrones, la desaceleración de la rotación y el descubrimiento de las ondas gravitacionales:
¿Por qué giran los púlsares?
La lentitud de un púlsar es de una rotación por segundo. Los más rápidos aceleran a cientos de revoluciones por segundo y se llaman milisegundos. El proceso de rotación se produce porque las estrellas a partir de las cuales se formaron también rotaron. Pero para alcanzar esa velocidad, se necesita una fuente adicional.
Los investigadores creen que los púlsares de milisegundos se formaron robando energía de un vecino. Es posible que notes la presencia de una sustancia extraña que aumenta la velocidad de rotación. Y eso no es nada bueno para el compañero herido, que algún día podría ser completamente consumido por el púlsar. Estos sistemas se denominan viudas negras (después de aspecto peligroso araña).
Los púlsares son capaces de emitir luz en varias longitudes de onda (desde radio hasta rayos gamma). Pero, ¿cómo lo hacen? Los científicos aún no pueden encontrar una respuesta exacta. Se cree que un mecanismo independiente es responsable de cada longitud de onda. Los haces parecidos a balizas están formados por ondas de radio. Son brillantes y estrechas y se asemejan a una luz coherente, donde las partículas forman un haz enfocado.
Cuanto más rápida es la rotación, más débil es el campo magnético. Pero la velocidad de rotación es suficiente para que emitan rayos tan brillantes como los lentos.
Durante la rotación, el campo magnético crea un campo eléctrico que puede llevar las partículas cargadas a un estado móvil (corriente eléctrica). El área sobre la superficie donde domina el campo magnético se llama magnetosfera. Aquí las partículas cargadas se aceleran increíblemente altas velocidades debido a fuerte campo eléctrico. Cada vez que aceleran, emiten luz. Se muestra en rangos ópticos y de rayos X.
¿Qué pasa con los rayos gamma? Las investigaciones sugieren que su fuente debería buscarse en algún lugar cercano al púlsar. Y se parecerán a un abanico.
Búsqueda de púlsares
Los radiotelescopios siguen siendo el principal método para buscar púlsares en el espacio. Son pequeños y débiles en comparación con otros objetos, por lo que hay que escanear todo el cielo y gradualmente estos objetos entran en la lente. La mayoría fueron encontradas utilizando el Observatorio Parkes en Australia. Muchos datos nuevos estarán disponibles desde la antena Square Kilometer Array (SKA) a partir de 2018.
En 2008 se lanzó el telescopio GLAST, que encontró 2050 púlsares emisores de rayos gamma, de los cuales 93 eran de milisegundos. Este telescopio es increíblemente útil porque escanea todo el cielo, mientras que otros resaltan sólo pequeñas áreas a lo largo del avión.
Encontrar diferentes longitudes de onda puede resultar un desafío. El hecho es que las ondas de radio son increíblemente poderosas, pero es posible que simplemente no caigan en la lente del telescopio. Pero la radiación gamma se extiende por una mayor parte del cielo, pero tiene un brillo inferior.
Los científicos conocen ahora la existencia de 2.300 púlsares, detectados mediante ondas de radio y 160 mediante rayos gamma. También hay púlsares de 240 milisegundos, de los cuales 60 producen rayos gamma.
Uso de púlsares
Los púlsares no son sólo objetos espaciales asombrosos, sino también herramientas útiles. La luz emitida puede decir mucho sobre procesos internos. Es decir, los investigadores pueden comprender la física de las estrellas de neutrones. Estos objetos son tan alta presión que el comportamiento de la materia difiere del habitual. El extraño contenido de las estrellas de neutrones se llama “pasta nuclear”.
Los púlsares aportan muchos beneficios debido a la precisión de sus pulsos. Los científicos conocen objetos específicos y los perciben como relojes cósmicos. Fue así como comenzaron a aparecer las especulaciones sobre la presencia de otros planetas. De hecho, el primer exoplaneta encontrado orbitaba alrededor de un púlsar.
No olvide que los púlsares continúan moviéndose mientras "parpadean", lo que significa que pueden usarse para medir distancias cósmicas. También participaron en la prueba de la teoría de la relatividad de Einstein, como los momentos con la gravedad. Pero la regularidad de la pulsación puede verse alterada por las ondas gravitacionales. Esto se notó en febrero de 2016.
Cementerios de púlsar
Poco a poco, todos los púlsares se desaceleran. La radiación es impulsada por el campo magnético creado por la rotación. Como resultado, también pierde su potencia y deja de enviar rayos. Los científicos han trazado una línea especial en la que todavía se pueden detectar rayos gamma frente a las ondas de radio. Tan pronto como el púlsar cae, se descarta en el cementerio de púlsares.
Si un púlsar se formó a partir de restos de supernova, entonces tiene una enorme reserva de energía y rápida velocidad rotación. Los ejemplos incluyen el objeto joven PSR B0531+21. Puede permanecer en esta fase durante varios cientos de miles de años, tras los cuales empezará a perder velocidad. Los púlsares de mediana edad constituyen la mayoría de la población y sólo producen ondas de radio.
Sin embargo, un púlsar puede alargar su vida si hay un satélite cerca. Luego sacará su material y aumentará la velocidad de rotación. Estos cambios pueden ocurrir en cualquier momento, razón por la cual el púlsar es capaz de renacer. Un contacto de este tipo se denomina sistema binario de rayos X de baja masa. Los púlsares más antiguos son los de milisegundos. Algunos alcanzan miles de millones de años.
Estrellas de neutrones
Estrellas de neutrones- objetos bastante misteriosos que superan la masa solar en 1,4 veces. Nacen tras la explosión de estrellas más grandes. Conozcamos mejor estas formaciones.
Cuando una estrella entre 4 y 8 veces más masiva que el Sol explota, queda un núcleo de alta densidad que continúa colapsando. La gravedad empuja con tanta fuerza un material que hace que los protones y los electrones se fusionen para convertirse en neutrones. Así nace una estrella de neutrones de alta densidad.
Estos objetos masivos pueden alcanzar un diámetro de sólo 20 km. Para que te hagas una idea de la densidad, sólo una cucharada de material de estrella de neutrones pesaría mil millones de toneladas. La gravedad de un objeto de este tipo es 2 mil millones de veces más fuerte que la de la Tierra, y la potencia es suficiente para crear lentes gravitacionales, lo que permite a los científicos ver la parte posterior de la estrella.
El impacto de la explosión deja un pulso que hace que la estrella de neutrones gire alcanzando varias revoluciones por segundo. Aunque pueden acelerar hasta 43.000 veces por minuto.
Capas límite cerca de objetos compactos
El astrofísico Valery Suleymanov habla sobre la aparición de discos de acreción, viento estelar y materia alrededor de las estrellas de neutrones:
El interior de las estrellas de neutrones.
El astrofísico Sergei Popov habla sobre los estados extremos de la materia, la composición de las estrellas de neutrones y los métodos para estudiar el interior:
Cuando una estrella de neutrones actúa como parte de sistema dual, donde explotó la supernova, la imagen parece aún más impresionante. Si la segunda estrella tiene una masa inferior a la del Sol, entonces atrae la masa de su compañera hacia el “lóbulo de Roche”. Se trata de una nube esférica de material que orbita alrededor de una estrella de neutrones. Si el satélite fuera 10 veces más grande que la masa solar, entonces la transferencia de masa también se ajusta, pero no es tan estable. El material fluye a lo largo de los polos magnéticos, se calienta y genera pulsaciones de rayos X.
Hasta 2010, se habían encontrado 1.800 púlsares mediante detección por radio y 70 mediante rayos gamma. Algunos ejemplares incluso tenían planetas.
Tipos de estrellas de neutrones
En algunos representantes de las estrellas de neutrones, chorros de material fluyen casi a la velocidad de la luz. Cuando pasan volando junto a nosotros, destellan como la luz de un faro. Por eso se les llama púlsares.
El producto final de la evolución estelar se llama estrellas de neutrones. ¡Su tamaño y peso son simplemente increíbles! Tiene un tamaño de hasta 20 km de diámetro, pero pesa hasta . La densidad de materia en una estrella de neutrones es muchas veces mayor que la densidad de un núcleo atómico. Las estrellas de neutrones aparecen durante las explosiones de supernovas.
La mayoría de las estrellas de neutrones conocidas pesan aproximadamente 1,44 masas solares. y es igual al límite de masa de Chandrasekhar. Pero teóricamente es posible que puedan tener hasta 2,5 masas. El más pesado descubierto hasta la fecha pesa 1,88 masas solares y se llama Vele X-1, y el segundo con una masa de 1,97 masas solares es PSR J1614-2230. Con un mayor aumento de densidad, la estrella se convierte en un quark.
El campo magnético de las estrellas de neutrones es muy fuerte y alcanza los 10,12 grados G, el campo de la Tierra es 1 G. Desde 1990, algunas estrellas de neutrones han sido identificadas como magnetares: estrellas cuyos campos magnéticos van mucho más allá de los 10 a 14 grados Gauss. En campos magnéticos tan críticos, la física cambia, aparecen efectos relativistas (desviación de la luz por un campo magnético) y polarización del vacío físico. Las estrellas de neutrones fueron predichas y luego descubiertas.
Las primeras suposiciones las hicieron Walter Baade y Fritz Zwicky en 1933., supusieron que las estrellas de neutrones nacen como resultado de la explosión de una supernova. Según los cálculos, la radiación de estas estrellas es muy pequeña y es simplemente imposible de detectar. Pero en 1967, la estudiante graduada de Huish, Jocelyn Bell, descubrió , que emitía pulsos de radio regulares.
Tales impulsos se obtuvieron como resultado de la rápida rotación del objeto, pero las estrellas ordinarias simplemente se alejarían de una rotación tan fuerte y, por lo tanto, decidieron que eran estrellas de neutrones.
Púlsares en orden descendente de velocidad de rotación:
El eyector es un radiopúlsar. Baja velocidad de rotación y fuerte campo magnético. Un púlsar de este tipo tiene un campo magnético y la estrella gira con igual velocidad angular. En un momento determinado, la velocidad lineal del campo alcanza la velocidad de la luz y comienza a superarla. Además, el campo dipolar no puede existir y las líneas de intensidad del campo se rompen. Moviéndose a lo largo de esta línea, las partículas cargadas llegan a un acantilado y se desprenden, por lo que abandonan la estrella de neutrones y pueden volar a cualquier distancia hasta el infinito. Por lo tanto, estos púlsares se llaman eyectores (regalar, expulsar): radiopúlsares.
Hélice, ya no tiene la misma velocidad de rotación que el eyector para acelerar las partículas a la velocidad posterior a la luz, por lo que no puede ser un radiopúlsar. Pero su velocidad de rotación sigue siendo muy alta, la materia capturada por el campo magnético aún no puede caer sobre la estrella, es decir, no se produce acreción. Este tipo de estrellas han sido muy poco estudiadas porque es casi imposible observarlas.
El acretor es un púlsar de rayos X. La estrella ya no gira tan rápido y la materia comienza a caer sobre la estrella, cayendo a lo largo de la línea del campo magnético. Al caer sobre una superficie sólida cerca del polo, la sustancia se calienta hasta decenas de millones de grados, lo que genera radiación de rayos X. Las pulsaciones se producen como resultado del hecho de que la estrella todavía está girando y, dado que el área de caída de la materia es de sólo unos 100 metros, esta mancha desaparece periódicamente de la vista.
