Это будет сложно, но попробуйте представить объект, масса которого в полмиллиона раз больше массы Земли, но при этом он помещается в границах большого города. Это и есть нейтронные звезды, одни из самых загадочных и экстремальных объектов во Вселенной. Их плотность, скорость вращения и магнитные поля бросают вызов законам физики, какими мы их знаем. То, что они творят, не укладывается даже в учёных головах, не говоря уже о моей.
1. Нейтронные звезды — это «трупы» массивных звезд, которые закончили свою жизнь в катастрофическом взрыве — сверхновой. Когда звезда в 8–30 раз массивнее Солнца исчерпывает топливо, её ядро коллапсирует под действием гравитации. Внешние слои сбрасываются в космос со скоростью 10% от скорости света, а то, что остается, сжимается до шара диаметром 10–20 км.
Но как вещество становится таким плотным? При коллапсе электроны и протоны «спрессовываются» в нейтроны. Представьте, что всё пустое пространство внутри атомов исчезает, и остаются только элементарные частицы. Результат — нейтронная звезда, где чайная ложка вещества весит около миллиарда тонн (как гора Эверест, умещенная в ладони!).
2. И экстремальная у нейтронной звёзды не только масса. Например, её скорость вращения выше, чем у кухонного блендера. Такая скорость получается из-за сохранения углового момента (как фигурист, прижимающий руки к телу). Некоторые из них совершают сотни оборотов в секунду! Например, пульсар PSR J1748-2446 вращается со скоростью 716 раз в секунду — его поверхность движется со скоростью 24% от скорости света.
3. Магнитное поле нейтронных звёзд в триллионы раз сильнее земного. Тут сложно провести какие-то аналоги, поэтому просто цифры. У типичной нейтронной звезды магнитное поле в 10⁸–10¹⁵ гаусс (у Земли — 0.5 гаусс). Магнетары — подкласс нейтронных звезд — обладают полями настолько мощными, что могут стирать данные с кредитной карты на расстоянии Луны.
4. Гравитация на поверхности нейтронной звезды в 2 миллиарда раз сильнее, чем на Земле. Это можно представить так: если уронить на неё яблоко с высоты метра, оно ударится за наносекунду, выделив энергию ядерного взрыва.
5. Пульсары — это нейтронные звезды, испускающие узкие пучки радиоволн из магнитных полюсов. Когда луч направлен в сторону Земли, мы видим импульсы, как свет от маяка. Первый пульсар, PSR B1919+21, открыли в 1967 году и даже приняли его сигналы за «послание инопланетян» (LGM-1 — «Little Green Men»).
Как нейтронные звёзды влияют на Землю?
Нейтронные звезды с экстремальными магнитными полями называют магнетарами. В 2004 году магнетар SGR 1806-20 вызвал вспышку, которая за 0.1 секунды выделила больше энергии, чем Солнце за 100 000 лет. Это событие ионизировало земную атмосферу и повредило спутники.
В 2017 году детекторы LIGO/Virgo зафиксировали волны от слияния двух нейтронных звезд (событие GW170817). Это породило «килоновую» — вспышку, обогатившую космос тяжелыми элементами вроде золота и платины.
А ещё ученые предполагают, что в ядрах нейтронных звезд нейтроны могут «распадаться» на кварки — фундаментальные частицы. Если это подтвердится, человечество откроет новую форму материи!
Современные телескопы (например, NICER на МКС) изучают нейтронные звезды, чтобы раскрыть их внутреннюю структуру. А проект Square Kilometre Array (SKA) к 2030 году обнаружит десятки тысяч пульсаров, создав «галактический GPS» для навигации в космосе.
Пока сложно сказать, чем ещё может обернуться для нас изучение нейтронных звёзд, но, быть может однажды их изучение поможет нам понять, из чего состоит темная материя, или откроет дверь в другие измерения.
Если было интересно, не забудь подписаться на мой Телеграм, а ниже я подобрал для вас ещё несколько интересных статей про космос: