Neutronová hvězda je ... Definice, struktura, historie objevu a zajímavé fakty

Objekty popsané v článku byly náhodně objeveny, ačkoli vědci Landau LD a Oppenheimer R. předpověděli svou existenci již v roce 1930. Mluvíme o neutronových hvězdách. Vlastnosti a vlastnosti těchto kosmických světel budou popsány v článku.

Neutron a hvězda stejného jména

Po předpovědí 30-tých let XX století existence neutronových hvězd a po neutron (1932), W. Baade byl zahájen F. Zwicky v roce 1933 na kongresu fyziků v USA prohlásily možnost vytvoření objekt pojmenovaný neutronová hvězda. Toto je kosmické tělo, které vzniká při výbuchu supernovy.

Nicméně všechny výpočty byly pouze teoretické, protože nebylo možné tuto teorii dokázat v praxi z důvodu nedostatku vhodného astronomického vybavení a příliš malé neutronové hvězdy. Ale v roce 1960 se začala rozvíjet rentgenová astronomie. Pak, zcela neočekávaně, byly objeveny neutronové hvězdy díky pozorování rádia.

Otevření

Rok 1967 byl v této oblasti orientačním bodem. Bell D., který byl absolventkou Hewish E., dokázal otevřít vesmírný objekt - neutronovou hvězdu. Toto je tělo, které vyzařuje konstantní záření impulsů radiových vln. Tento fenomén byl srovnán s vesmírným rádiovým majákem kvůli úzké direktivitě rádiového svazku, který pocházel z velice rychlého rotujícího objektu. Faktem je, že jakákoli jiná standardní hvězda by nedokázala udržet svou integritu při tak vysoké rotační rychlosti. Pouze neutronové hvězdy jsou schopny toho, mezi kterými se pulsar PSR B1919 + 21 stal prvním otevřeným.

Osud masivních hvězd je velmi odlišný od malých hvězd. V těchto svítidlech nastává doba, kdy tlak plynu již nevyváží gravitační síly. Takové procesy vedou k tomu, že hvězda začíná kontrahovat neomezeně (kolaps). Když hmotnost hvězdy překročí frekvenci slunečního záření o faktor 1,5-2, kolaps je nevyhnutelný. V procesu komprese se plyn uvnitř hvězdného jádra zahřívá. Zpočátku se vše děje velmi pomalu.

Sbalte

Dosáhne-li určité teploty, může se proton přeměnit na neutriny, které okamžitě opouštějí hvězdu a vezmou energii. Kolaps se zesílí, dokud nebudou všechny protony přeměněny na neutriny. Tím se vytvoří pulsární nebo neutronová hvězda. Toto je zrcadlo jádra.

Vnější skořepina, když je vytvořen pulsar, přijímá kompresní energii, která potom nebude rychlostí tisíce km / s. hodil do vesmíru. V tomto případě se vytvoří rázová vlna, která může vést k nové tvorbě hvězd. V takovém případě hvězdné svítivosti v miliardáchkrát vyšší než původní. Po takovém procesu, po dobu jednoho týdne až měsíce, hvězda vydává světlo v množství přesahujícím celou galaxii. Takové nebeské tělo se nazývá supernova. Jeho exploze vede k vytvoření mlhoviny. Ve středu mlhoviny je pulsar nebo neutronová hvězda. Jedná se o takzvaného potomka hvězdy, která explodovala.

Vizualizace

V hloubkách celého prostoru vesmíru se dělají úžasné události, mezi nimi i střet hvězd. Vzhledem ke složité matematické modely, NASA vědci dokázali představit změť obrovské množství energie a hmoty degenerace, zapojených do tohoto. Před očima pozorovatelů hrál neuvěřitelně silný obraz kosmické katastrofě. Pravděpodobnost kolize neutronových hvězd je velmi vysoká. Setkání dvou takových svítidel ve vesmíru začíná jejich zapletením do gravitačních polí. Mají obrovskou hromadu, aby tak mohly mluvit, vyměňovali si objímky. Když nastane kolize, dojde k silnému výbuchu, který je doprovázen neuvěřitelně silnou emisí gama záření.

Pokud budeme uvažovat o neutronové hvězdě odděleně, jsou to pozůstatky po explozi supernovy, kdy končí životní cyklus. Hmotnost hvězdy, která přežívá vlastní století, překonává 8 až 30krát sluneční hvězdu. Vesmír je často osvětlen explozí supernov. Pravděpodobnost, že neutronové svítidla se ve vesmíru setkají, je poměrně vysoká.

Setkání

Je zajímavé, že při setkání dvou hvězd nelze jednoznačně předvídat vývoj událostí. Jedna z možností popisuje matematický model navržený vědci NASA z Space Flight Center. Proces začíná skutečností, že dvě neutronové hvězdy jsou umístěny od sebe ve vesmíru ve vzdálenosti přibližně 18 km. Podle kosmických standardů jsou neutronové hvězdy s hmotností 1,5-1,7 krát větší než sluneční hvězdy považovány za drobné objekty. Jejich průměr se pohybuje v rozmezí 20 km. Kvůli tomuto rozdílu mezi objemem a hmotností je neutronová hvězda vlastníkem nejsilnějších gravitačních a magnetických polí. Jen si představte, že lžička hmoty neutronové hvězdy váží jako celou horu Everestu!

Degenerace

Neuvěřitelně vysoká gravitační vlny neutronová hvězda, působící kolem ní, jsou příčinou, že záležitost nemůže být ve formě oddělených atomů, které se začnou rozbít. Samotná věc přechází do degenerovaného neutronu, ve kterém samotná struktura neutronů neumožní hvězdě projít do singularity a pak do černé díry. Pokud se hmota degenerovaných látek začne zvyšovat kvůli jejich přidání, gravitační síly budou schopny překonat odpor neutronů. Pak nic nebrání zničení struktury vytvořené v důsledku kolize objektů neutronových hvězd.

Matematický model

Když studovali tyto nebeské objekty, vědci dospěli k závěru, že hustota neutronové hvězdy je srovnatelná s hustotou hmoty v jádře atomu. Jeho indikátory jsou v rozmezí od 1015 kg / msup3 - do 1018 kg / msup3-. Takže nezávislá existence elektronů a protonů je nemožná. Podstata hvězdy je prakticky složena pouze z neutronů.

Matematický model ukazuje, jak silný periodické gravitační interakce vznikající mezi dvěma neutronových hvězd, prolomit tenkou skořápku ze dvou hvězd a hodit do prostoru kolem nich, obrovské množství záření (energie a hmoty). Proces sbližování je velmi rychlý, doslova ve zlomku sekundy. Kolize hmoty tvořen toroidní kroužek s novorozence černé díry ve středu.

Důležitost

Modelování takových událostí je důležité. Díky nim vědci dokázali pochopit, jak se tvoří neutronová hvězda a černá díra, co se děje při srážce světel, jak se rodí a umírá supernovy a mnoho dalších procesů vesmíru. Všechny tyto události jsou zdrojem vzhledu nejtěžších chemických prvků ve vesmíru, dokonce těžší než železa, nemohou vytvářet jinak. To naznačuje velmi důležitou hodnotu neutronových hvězd v celém vesmíru.

Otáčení nebeského objektu obrovského objemu kolem jeho osy je zarážející. Takový proces způsobuje zhroucení, ale hmotnost neutronové hvězdy zůstává prakticky stejná. Pokud si dokážeme představit, že hvězda bude pokračovat v kontrakci, pak podle zákona o zachování momentu hybnosti bude úhlová rychlost otáčení hvězdy narůstat na neuvěřitelné hodnoty. Pokud pro plnou revoluci potřebuje hvězda asi 10 dní, pak bude mít stejnou sílu 10 milisekund! To jsou neuvěřitelné procesy!

Vývoj kolapsu

Vědci se zabývají studiem těchto procesů. Možná budeme svědky nových objevů, které se nám v tuto chvíli zdájí fantastické! Ale co když si budeme představovat vývoj kolapsu dále? Abychom si mohli lépe představit, pojďme pro srovnání pár neutronové hvězdy / země a jejich gravitační poloměry. Takže při kontinuální kompresi může hvězda dosáhnout stavu, kde se neutróny začnou proměňovat v hyperony. Poloměr nebeského těla bude tak malý, že se před námi objeví hrudka superplanetárního těla s hmotným a gravitačním polem hvězdy. To lze srovnávat s tím, jak by se země stala rovnající se velikosti míče pro ping-pong a gravitační poloměr našeho Slunce, Slunce, by se rovnal 1 km.

Pokud si představujeme, že malá koule hvězdné hmoty má přitažlivost obrovské hvězdy, pak je schopna udržet celý planetární systém vedle sebe. Ale hustota takového nebeského těla je příliš vysoká. Prostřednictvím toho postupně vyzařují paprsky světla, zdá se, že tělo vychází, přestane být viditelné pro oko. Nemění pouze gravitační pole, které varuje, že existuje gravitační díra.

Objevy a pozorování

Poprvé byly gravitační vlny od fúze neutronových hvězd zaznamenány nedávno: 17. srpna. Před dvěma lety byly zaznamenány fúze černých děr. To je tak důležitá událost v oblasti astrofyziky, že pozorování současně vedlo 70 vesmírných observatoří. Vědci mohli ověřit správnost hypotéz gama záření, bylo možné pozorovat syntézu těžkých elementů popsaných dříve teoretiky.

Taková rozšířená pozorování gama záblesků, gravitačních vln a viditelného světla, bylo možné definovat oblast na obloze, který byl významnou událostí, a Galaxy, kde byly tyto hvězdy. Toto je NGC 4993.

Astronomové samozřejmě již dlouho pozorovali krátké záblesky záření gama. Ale až dosud nemohli přesně říci o jejich původu. Za základní teorií byla verze fúze neutronových hvězd. Teď to bylo potvrzeno.

Pro popis neutronové hvězdy pomocí matematického přístroje se vědci obracejí na rovnici stavu, která souvisí s hustotou tlaku hmoty. Existuje však mnoho takových variant a vědci jednoduše nevědí, který z existujících bude správný. Existuje naděje, že gravitační pozorování pomohou vyřešit tento problém. Signál v tuto chvíli neposkytl jednoznačnou odpověď, ale již pomáhá posoudit tvar hvězdy, který závisí na gravitační přitažlivosti ke druhé hvězdě (hvězdě).