Найти в Дзене
Archimedes Creator

Почему нейтронные звезды - самые удивительные космические объекты во вселенной?

Если представить себе астрономический конкурс красоты, то они были бы не так популярны как чёрные дыры, однако это не делает их менее загадочными и невероятными. 
Я говорю о нейтронных звёздах. Знаем мы об этих сверх-плотных остатках древних звёзд совсем мало, но одно недавнее событие, хотя бы частично, пролило свет на их тайну.

Старые-добрые обычные звёзды сохраняют сферическую форму, поскольку их огромная масса создаёт мощное гравитационное поле, притягивающее газ к центру. Пока это происходит, ядро звёзды вырабатывает достаточно энергии, чтобы не дать газу собраться слишком близко к центру, но как только звезда становится слишком старой и массивной, примерно в 4 - 8 раз больше нашего Солнца, у неё заканчивается топливо, из-за чего прекращаются все реакции в ядре. Внешние слои звезды тут же стараются сжаться, но отскакивают от ядра, которое остаётся невероятно плотным, и в этот момент всё, кроме ядра, вспыхивает огненной сверх-новой!

Однако на этом история не заканчивается. Даже без внешних слоёв, ядро продолжает сжиматься, и в какой то момент давление внутри ядра возрастает настолько, что электроны и протоны буквально сливаются друг с другом, образуя массу на 90% состоящую из нейтронов. Это значит что плотнее её сделать уже невозможно (это как попытаться впихнуть 828-ми-метровый небоскрёб в таблетку аспирина).
Затем, энергия начинает покидать угасающий объект, завершая его превращение в нейтронную звезду. Её количество настолько велико, что это можно сравнить со светом, изучаемым всеми звёздами в обозримой вселенной одновременно. Энергия покидает звезду в виде нейтринов - частиц, которые возникают, когда позитивно заряженные протоны превращаются в нейтроны.
При взрыве сверх-новой, звезда излучает почти в 10 раз больше нейтринов, чем количество электронов, нейтронов и протонов Солнце. Поэтому неудивительно, что такие условия порождают что-то по истине пугающее!

Нейтронные звёзды, которые по сути являются огромным ядром (центральной частью атома), относительно малы, не смотря на то что учёные не знают их точного размера, они предполагают, что эти космические тела не должны быть больше 32-х км в диаметре. Но даже при таком небольшом размере небесного тела, любая нейтронная звезда будет по крайней мере в полтора раза тяжелее Солнца - хочу напомнить, что диаметр Солнца составляет почти 1 400 000 км, а это как 109 таких планет как наша, поставленных бок о бок!

То есть, плотность нейтронной звёзды настолько большая, что плотнее может быть только сама чёрная дыра!

А теперь, о событии, о котором я уже упоминал.
Недавно учёные наблюдали столкновение двух нейтронных звёзд. Им удалось увидеть это явление благодаря гравитационным волнам возникшим при ударе. Две маленькие нейтронные звезды столкнулись с невероятной силой, и слились в одну большую - она разрушилась почти сразу же после рождения, успев подарить астрономам несколько необходимых ответов - например, о своей консистенции.

Как вы понимаете, создать на Земле нечто похожее на нейтронную звезду невозможно, поэтому астрономы могут только строить догадки о её структуре.

Существовало две главные теории:
Одни учёные утверждали что нейтронные звёзды мягкие и гибкие, другие же были уверенны что они очень твёрдые и способны выдерживать огромное давление.

Если бы нейтронные звёзды были мягкие - то они бы разрушились практически мгновенно, но в короткий промежуток времени между столкновением, астрономы наблюдали совершенно другую картину: новая звезда вращалась настолько быстро, что скорость её вращения не давала ей развалиться - вот почему бедняжке удалось просуществовать несколько миллисекунд, прежде чем превратиться в зияющую чёрную дыру. Сторонникам теории о твёрдости нейтронной звёзды этого доказательства хватило.
Это не только дало возможность учёным понять состав нейтронной звезды, но и помогло им вычислить размер: звезда должна была обладать диаметром 21-км и массой примерно в 1,6 больше Солнца - дело в том что более крупные нейтронные звёзды разрушились бы позже. Особенно крупные звёзды могли бы прожить несколько часов или даже дней, но звезда о которой я рассказывал, умерла за долю секунды, что привело астрономов к выводу о её крошечных размерах.

Насколько бы неудачным и оказался тот день для двух крошечных звёзд, это пролило свет на их загадочную природу. Даже не смотря на то что учёные продолжают вглядываться в небо в поисках новой информации об этих невероятных обьектах, сегодня мы знаем о них намного больше, чем всего пару лет назад.
Это наводит меня на мысль: если бы учёные могли найти ответ всего на одну загадку космоса, что бы вы захотели узнать?
Тайну чёрных дыр? Тёмной материи? Происхождения вселенной?
Расскажите о своих интересах в комментариях!

Но знаете что делает нейтронные звёзды ещё круче?
- Если бы на них была жизнь, то она была бы двухмерной, как в комиксах! Их гравитация достаточно сильна, что буквально размазывает всё по поверхности, и если бы там существовала атмосфера, то она была бы не выше полуметра, а магнитное поле нейтронной звезды может оказаться в сотни миллиардов сильнее нашего!

А ещё нейтронные звёзды вращаются, при чём головокружительно быстро - самое быстрое вращение, которое учёным удалось зафиксировать, равнялось 700 оборотов в секунду! А нашей планете нужно на один оборот 24 часа...

Ещё одна экстремальная характеристика нейтронной звезды, это температура - её поверхность может нагреваться до 60 000 градусов по Цельсию!
Для сравнения, температура на поверхности Солнца редко поднимается выше 5 000 градусов.
Другими словами, крошечная нейтронная звезда может оказаться в десять раз горячее нашего огромного Солнца!

Тот факт что астрономы мало знают о нейтронных звёздах, не означает, что это редкое явление. За всю историю Млечного пути их существовало около 100 000 000, но астрономам сложно вычислить их расположение, поскольку большинство из них холодные и вращаются очень медленно.
В то же время знаменитый телескоп ХАБЛ смог обнаружить несколько нейтронных звёзд с тепловым излучением.

Я уже говорил, что у нейтронных звёзд невероятно сильное гравитационное поле - вот почему излучаемый ими свет часто не способен выбраться за пределы звёздной орбиты, и застревает на ней. В этом случае всю поверхность нейтронной звёзды можно увидеть, только если посмотреть на неё из определённой точки.

А теперь представьте губку в небольшой луже - вода моментально заполнит собой её поры, и исчезнет. Нейтронные звёзды работают по схожему принципу - как только им попадается заблудшая материя, они тут же впитывают её, как губка, и это может увеличивать скорость их вращения до 100 оборотов в секунду. Когда нейтронная звезда начинает вращаться быстрее обычного, она становится более овальной, но по мере старения и замедления, возвращается к своей первоначальной сферической форме.

Нейтронные звёзды не всегда бродят в одиночестве - астрономы знают по меньшей мере две звезды, вокруг которых крутятся планеты! Происхождение этих спутников не совсем понятно... Возможно, они там были с самого начала, и пережили трансформацию в нейтронную звезду, или их могло привлечь притяжение сверх-плотных космических объектов.

Надеюсь, дочитав эту статью, вы узнали для себя что то новое!
А о чём ещё вы хотели бы узнать более подробно?
Если представить себе астрономический конкурс красоты, то они были бы не так популярны как чёрные дыры, однако это не делает их менее загадочными и невероятными. Я говорю о нейтронных звёздах. Знаем мы об этих сверх-плотных остатках древних звёзд совсем мало, но одно недавнее событие, хотя бы частично, пролило свет на их тайну. Старые-добрые обычные звёзды сохраняют сферическую форму, поскольку их огромная масса создаёт мощное гравитационное поле, притягивающее газ к центру. Пока это происходит, ядро звёзды вырабатывает достаточно энергии, чтобы не дать газу собраться слишком близко к центру, но как только звезда становится слишком старой и массивной, примерно в 4 - 8 раз больше нашего Солнца, у неё заканчивается топливо, из-за чего прекращаются все реакции в ядре. Внешние слои звезды тут же стараются сжаться, но отскакивают от ядра, которое остаётся невероятно плотным, и в этот момент всё, кроме ядра, вспыхивает огненной сверх-новой! Однако на этом история не заканчивается. Даже без внешних слоёв, ядро продолжает сжиматься, и в какой то момент давление внутри ядра возрастает настолько, что электроны и протоны буквально сливаются друг с другом, образуя массу на 90% состоящую из нейтронов. Это значит что плотнее её сделать уже невозможно (это как попытаться впихнуть 828-ми-метровый небоскрёб в таблетку аспирина). Затем, энергия начинает покидать угасающий объект, завершая его превращение в нейтронную звезду. Её количество настолько велико, что это можно сравнить со светом, изучаемым всеми звёздами в обозримой вселенной одновременно. Энергия покидает звезду в виде нейтринов - частиц, которые возникают, когда позитивно заряженные протоны превращаются в нейтроны. При взрыве сверх-новой, звезда излучает почти в 10 раз больше нейтринов, чем количество электронов, нейтронов и протонов Солнце. Поэтому неудивительно, что такие условия порождают что-то по истине пугающее! Нейтронные звёзды, которые по сути являются огромным ядром (центральной частью атома), относительно малы, не смотря на то что учёные не знают их точного размера, они предполагают, что эти космические тела не должны быть больше 32-х км в диаметре. Но даже при таком небольшом размере небесного тела, любая нейтронная звезда будет по крайней мере в полтора раза тяжелее Солнца - хочу напомнить, что диаметр Солнца составляет почти 1 400 000 км, а это как 109 таких планет как наша, поставленных бок о бок! То есть, плотность нейтронной звёзды настолько большая, что плотнее может быть только сама чёрная дыра! А теперь, о событии, о котором я уже упоминал. Недавно учёные наблюдали столкновение двух нейтронных звёзд. Им удалось увидеть это явление благодаря гравитационным волнам возникшим при ударе. Две маленькие нейтронные звезды столкнулись с невероятной силой, и слились в одну большую - она разрушилась почти сразу же после рождения, успев подарить астрономам несколько необходимых ответов - например, о своей консистенции. Как вы понимаете, создать на Земле нечто похожее на нейтронную звезду невозможно, поэтому астрономы могут только строить догадки о её структуре. Существовало две главные теории: Одни учёные утверждали что нейтронные звёзды мягкие и гибкие, другие же были уверенны что они очень твёрдые и способны выдерживать огромное давление. Если бы нейтронные звёзды были мягкие - то они бы разрушились практически мгновенно, но в короткий промежуток времени между столкновением, астрономы наблюдали совершенно другую картину: новая звезда вращалась настолько быстро, что скорость её вращения не давала ей развалиться - вот почему бедняжке удалось просуществовать несколько миллисекунд, прежде чем превратиться в зияющую чёрную дыру. Сторонникам теории о твёрдости нейтронной звёзды этого доказательства хватило. Это не только дало возможность учёным понять состав нейтронной звезды, но и помогло им вычислить размер: звезда должна была обладать диаметром 21-км и массой примерно в 1,6 больше Солнца - дело в том что более крупные нейтронные звёзды разрушились бы позже. Особенно крупные звёзды могли бы прожить несколько часов или даже дней, но звезда о которой я рассказывал, умерла за долю секунды, что привело астрономов к выводу о её крошечных размерах. Насколько бы неудачным и оказался тот день для двух крошечных звёзд, это пролило свет на их загадочную природу. Даже не смотря на то что учёные продолжают вглядываться в небо в поисках новой информации об этих невероятных обьектах, сегодня мы знаем о них намного больше, чем всего пару лет назад. Это наводит меня на мысль: если бы учёные могли найти ответ всего на одну загадку космоса, что бы вы захотели узнать? Тайну чёрных дыр? Тёмной материи? Происхождения вселенной? Расскажите о своих интересах в комментариях! Но знаете что делает нейтронные звёзды ещё круче? - Если бы на них была жизнь, то она была бы двухмерной, как в комиксах! Их гравитация достаточно сильна, что буквально размазывает всё по поверхности, и если бы там существовала атмосфера, то она была бы не выше полуметра, а магнитное поле нейтронной звезды может оказаться в сотни миллиардов сильнее нашего! А ещё нейтронные звёзды вращаются, при чём головокружительно быстро - самое быстрое вращение, которое учёным удалось зафиксировать, равнялось 700 оборотов в секунду! А нашей планете нужно на один оборот 24 часа... Ещё одна экстремальная характеристика нейтронной звезды, это температура - её поверхность может нагреваться до 60 000 градусов по Цельсию! Для сравнения, температура на поверхности Солнца редко поднимается выше 5 000 градусов. Другими словами, крошечная нейтронная звезда может оказаться в десять раз горячее нашего огромного Солнца! Тот факт что астрономы мало знают о нейтронных звёздах, не означает, что это редкое явление. За всю историю Млечного пути их существовало около 100 000 000, но астрономам сложно вычислить их расположение, поскольку большинство из них холодные и вращаются очень медленно. В то же время знаменитый телескоп ХАБЛ смог обнаружить несколько нейтронных звёзд с тепловым излучением. Я уже говорил, что у нейтронных звёзд невероятно сильное гравитационное поле - вот почему излучаемый ими свет часто не способен выбраться за пределы звёздной орбиты, и застревает на ней. В этом случае всю поверхность нейтронной звёзды можно увидеть, только если посмотреть на неё из определённой точки. А теперь представьте губку в небольшой луже - вода моментально заполнит собой её поры, и исчезнет. Нейтронные звёзды работают по схожему принципу - как только им попадается заблудшая материя, они тут же впитывают её, как губка, и это может увеличивать скорость их вращения до 100 оборотов в секунду. Когда нейтронная звезда начинает вращаться быстрее обычного, она становится более овальной, но по мере старения и замедления, возвращается к своей первоначальной сферической форме. Нейтронные звёзды не всегда бродят в одиночестве - астрономы знают по меньшей мере две звезды, вокруг которых крутятся планеты! Происхождение этих спутников не совсем понятно... Возможно, они там были с самого начала, и пережили трансформацию в нейтронную звезду, или их могло привлечь притяжение сверх-плотных космических объектов. Надеюсь, дочитав эту статью, вы узнали для себя что то новое! А о чём ещё вы хотели бы узнать более подробно?