Apakah yang dipanggil oleh saintis sebagai bintang neutron? bintang neutron
Sebuah pulsar boleh dilihat di tengah-tengah galaksi M82 (merah jambu)
Meneroka pulsar dan bintang neutron Alam Semesta: penerangan dan ciri dengan foto dan video, struktur, putaran, ketumpatan, komposisi, jisim, suhu, carian.
Pulsar
Pulsar adalah objek padat sfera, yang dimensinya tidak melampaui sempadan bandar besar. Yang menghairankan, dengan kelantangan sedemikian, mereka melebihi solar dalam keamatan. Ia digunakan untuk mengkaji keadaan jirim yang melampau, mengesan planet di luar sistem kita dan mengukur jarak kosmik. Di samping itu, mereka membantu mencari gelombang graviti yang menunjukkan peristiwa bertenaga, seperti perlanggaran supermasif. Pertama kali ditemui pada tahun 1967.
Apakah pulsar?
Jika anda melihat denyutan di langit, ia kelihatan seperti bintang yang berkelip biasa, mengikut rentak tertentu. Malah, cahaya mereka tidak berkelip atau berdenyut, dan mereka tidak kelihatan sebagai bintang.
Pulsar menghasilkan dua pancaran cahaya sempit yang berterusan dalam arah yang bertentangan. Kesan kelipan dicipta kerana fakta bahawa mereka berputar (prinsip rumah api). Pada ketika ini, pancaran mengenai Bumi dan kemudian berpusing semula. Kenapa ini terjadi? Hakikatnya ialah pancaran cahaya pulsar biasanya tidak bertepatan dengan paksi putarannya.
Jika kelipan dicipta melalui putaran, maka kelajuan denyutan mencerminkan bahawa di mana pulsar berputar. Sebanyak 2,000 pulsar telah ditemui, kebanyakannya membuat satu revolusi sesaat. Tetapi terdapat kira-kira 200 objek yang berjaya membuat seratus revolusi dalam masa yang sama. Yang terpantas dipanggil milisaat kerana bilangan pusingan sesaat adalah bersamaan dengan 700.
Pulsar tidak boleh dianggap sebagai bintang, sekurang-kurangnya "hidup". Mereka lebih seperti bintang neutron yang terbentuk selepas bintang besar kehabisan bahan api dan runtuh. Akibatnya, letupan kuat dicipta - supernova, dan bahan padat yang tinggal diubah menjadi bintang neutron.
Diameter pulsar di alam semesta mencapai 20-24 km, dan jisimnya adalah dua kali ganda daripada matahari. Untuk memberi anda idea, sekeping objek seukuran kiub gula akan mempunyai berat 1 bilion tan. Iaitu, sesuatu yang berat Everest diletakkan di tangan anda! Benar, terdapat objek yang lebih padat - lubang hitam. Yang paling besar mencapai 2.04 jisim suria.
Pulsar mempunyai medan magnet yang kuat yang 100 juta hingga 1 kuadrilion kali lebih kuat daripada Bumi. Agar bintang neutron mula memancarkan cahaya seperti pulsar, ia mesti mempunyai nisbah kekuatan medan magnet dan kelajuan putaran yang betul. Ia berlaku bahawa pancaran gelombang radio mungkin tidak melalui medan pandangan teleskop berasaskan tanah dan kekal tidak kelihatan.
pulsar radio
Ahli Astrofizik Anton Biryukov mengenai fizik bintang neutron, memperlahankan putaran dan penemuan gelombang graviti:
Mengapa pulsar berputar?
Kelambatan untuk pulsar adalah satu putaran sesaat. Yang terpantas memecut hingga ratusan putaran sesaat dan dipanggil milisaat. Proses putaran berlaku kerana bintang dari mana ia terbentuk turut berputar. Tetapi untuk mencapai kelajuan ini, anda memerlukan sumber tambahan.
Penyelidik percaya bahawa pulsar milisaat terbentuk dengan mencuri tenaga daripada jiran. Anda boleh melihat kehadiran bahan asing, yang meningkatkan kelajuan putaran. Dan ini tidak baik untuk teman yang terjejas, yang suatu hari mungkin diserap sepenuhnya oleh pulsar. Sistem sedemikian dipanggil janda hitam (selepas spesies labah-labah berbahaya).
Pulsar mampu memancarkan cahaya dalam beberapa panjang gelombang (dari radio ke sinar gamma). Tetapi bagaimana mereka melakukannya? Para saintis masih belum menemui jawapan yang pasti. Adalah dipercayai bahawa mekanisme berasingan bertanggungjawab untuk setiap panjang gelombang. Rasuk seperti suar terdiri daripada gelombang radio. Mereka terang dan sempit dan menyerupai cahaya koheren, di mana zarah membentuk pancaran fokus.
Semakin cepat putaran, semakin lemah medan magnet. Tetapi kelajuan putaran sudah cukup untuk mereka mengeluarkan sinar terang yang sama seperti yang perlahan.
Semasa putaran, medan magnet mencipta medan elektrik, yang mampu membawa zarah bercas ke dalam keadaan mudah alih (arus elektrik). Kawasan di atas permukaan di mana medan magnet mendominasi dipanggil magnetosfera. Di sini, zarah bercas dipercepatkan kepada kelajuan yang sangat tinggi disebabkan oleh medan elektrik yang kuat. Dengan setiap pecutan, mereka mengeluarkan cahaya. Ia dipaparkan dalam julat optik dan sinar-X.
Bagaimana pula dengan sinar gamma? Penyelidikan menunjukkan bahawa sumber mereka mesti dicari di tempat lain berhampiran pulsar. Dan mereka akan menyerupai peminat.
Cari pulsar
Teleskop radio kekal sebagai kaedah utama untuk mencari pulsar di angkasa. Mereka kecil dan lemah berbanding dengan objek lain, jadi anda perlu mengimbas seluruh langit dan secara beransur-ansur objek ini jatuh ke dalam kanta. Kebanyakannya ditemui menggunakan Balai Cerap Parkes di Australia. Banyak data baharu akan tersedia daripada Square Kilometer Antenna Array (SKA) yang dilancarkan pada 2018.
Pada tahun 2008, teleskop GLAST telah dilancarkan, yang menemui 2050 pulsar sinar gamma, di mana 93 adalah milisaat. Teleskop ini sangat berguna kerana ia mengimbas seluruh langit, manakala yang lain hanya menyerlahkan kawasan kecil di sepanjang pesawat.
Mencari panjang gelombang yang berbeza boleh menjadi masalah. Hakikatnya ialah gelombang radio sangat kuat, tetapi ia mungkin tidak jatuh ke dalam kanta teleskop. Tetapi sinar gamma tersebar di kebanyakan langit, tetapi lebih rendah dalam kecerahan.
Para saintis kini mengetahui tentang kewujudan 2,300 pulsar yang ditemui melalui gelombang radio dan 160 melalui sinar gamma. Terdapat juga 240 milisaat pulsar, di mana 60 daripadanya menghasilkan sinar gamma.
Penggunaan pulsar
Pulsar bukan sahaja objek angkasa yang menakjubkan, tetapi juga alat yang berguna. Cahaya yang dipancarkan boleh memberitahu banyak tentang proses dalaman. Maksudnya, penyelidik dapat memahami fizik bintang neutron. Dalam objek ini, tekanan sangat tinggi sehingga kelakuan jirim berbeza daripada biasa. Pengisian aneh bintang neutron dipanggil "pes nuklear".
Pulsar membawa banyak faedah kerana ketepatan nadinya. Para saintis mengetahui objek tertentu dan menganggapnya sebagai jam kosmik. Beginilah spekulasi tentang kehadiran planet lain mula muncul. Malah, exoplanet pertama yang ditemui mengorbit sebuah pulsar.
Jangan lupa bahawa pulsar terus bergerak semasa "berkedip", yang bermaksud bahawa anda boleh menggunakannya untuk mengukur jarak kosmik. Mereka juga terlibat dalam menguji teori relativiti Einstein, seperti momen dengan graviti. Tetapi keteraturan denyutan boleh diganggu oleh gelombang graviti. Ini disedari pada Februari 2016.
Perkuburan Pulsar
Secara beransur-ansur, semua pulsar perlahan. Sinaran dikuasakan oleh medan magnet yang dihasilkan oleh putaran. Akibatnya, ia juga kehilangan kuasanya dan berhenti menghantar rasuk. Para saintis telah menyimpulkan ciri khas di mana anda masih boleh menemui sinar gamma di hadapan gelombang radio. Sebaik sahaja pulsar jatuh di bawah, ia dihapuskan di kuburan pulsar.
Sekiranya pulsar terbentuk daripada sisa-sisa supernova, maka ia mempunyai rizab tenaga yang besar dan kelajuan putaran yang cepat. Contohnya termasuk objek muda PSR B0531+21. Dalam fasa ini, ia boleh bertahan selama beberapa ratus ribu tahun, selepas itu ia akan mula kehilangan kelajuan. Pulsar pertengahan umur membentuk majoriti penduduk dan hanya menghasilkan gelombang radio.
Walau bagaimanapun, pulsar boleh memanjangkan hayatnya jika ada pendamping berdekatan. Kemudian ia akan menarik keluar bahannya dan meningkatkan kelajuan putaran. Perubahan sedemikian boleh berlaku pada bila-bila masa, jadi pulsar dapat dihidupkan semula. Hubungan sedemikian dipanggil sistem binari sinar-X berjisim rendah. Pulsar tertua adalah milisaat. Ada yang berumur berbilion tahun.
bintang neutron
bintang neutron- objek yang agak misteri melebihi jisim suria sebanyak 1.4 kali ganda. Mereka dilahirkan selepas letupan bintang yang lebih besar. Mari kenali formasi ini dengan lebih dekat.
Apabila bintang meletup, 4-8 kali lebih besar daripada Matahari, teras dengan ketumpatan tinggi kekal, yang terus runtuh. Graviti menolak dengan sangat kuat pada bahan sehingga menyebabkan proton dan elektron bergabung untuk muncul sebagai neutron. Ini adalah bagaimana bintang neutron berketumpatan tinggi dilahirkan.
Objek besar ini mampu mencapai diameter hanya 20 km. Untuk memberi anda gambaran tentang ketumpatan, hanya satu sudu bahan bintang neutron akan mempunyai berat satu bilion tan. Graviti pada objek sedemikian adalah 2 bilion kali lebih kuat daripada Bumi, dan kuasanya cukup untuk kanta graviti, membolehkan saintis melihat bahagian belakang bintang.
Kejutan daripada letupan meninggalkan impuls yang menyebabkan bintang neutron berputar, mencapai beberapa pusingan sesaat. Walaupun mereka boleh memecut sehingga 43,000 kali seminit.
Lapisan sempadan berhampiran objek padat
Ahli astrofizik Valery Suleimanov mengenai asal usul cakera pertambahan, angin bintang dan jirim di sekeliling bintang neutron:
Bahagian dalam bintang neutron
Ahli astrofizik Sergei Popov mengenai keadaan jirim yang melampau, komposisi bintang neutron dan cara mengkaji kedalaman:
Apabila bintang neutron adalah sebahagian daripada sistem binari di mana supernova meletup, gambar kelihatan lebih mengagumkan. Jika bintang kedua lebih rendah dalam jisim daripada Matahari, maka ia menarik jisim teman ke dalam "Petal Roche". Ini adalah awan sfera jirim yang membuat revolusi mengelilingi bintang neutron. Jika satelit adalah 10 kali lebih besar daripada jisim suria, maka pemindahan jisim juga diselaraskan, tetapi tidak begitu stabil. Bahan mengalir di sepanjang kutub magnet, memanaskan dan denyutan sinar-X dicipta.
Menjelang 2010, 1800 pulsar telah ditemui menggunakan pengesanan radio dan 70 melalui sinar gamma. Beberapa spesimen juga melihat planet.
Jenis bintang neutron
Dalam sesetengah wakil bintang neutron, jet bahan mengalir hampir pada kelajuan cahaya. Apabila mereka terbang melepasi kita, mereka berkelip seperti suar. Kerana ini, mereka dipanggil pulsar.
Selalunya dirujuk sebagai bintang neutron "mati" adalah objek yang menakjubkan. Kajian mereka dalam beberapa dekad kebelakangan ini telah menjadi salah satu penemuan yang paling menarik dan kaya dalam astrofizik. Minat terhadap bintang neutron bukan sahaja disebabkan oleh misteri strukturnya, tetapi juga kepada ketumpatan besarnya, dan medan magnet dan graviti terkuat. Jirim terdapat dalam keadaan istimewa yang menyerupai nukleus atom yang besar, dan keadaan ini tidak boleh dihasilkan semula di makmal darat.
Kelahiran di hujung pena
Penemuan pada tahun 1932 zarah asas baru, neutron, membuat ahli astrofizik berfikir tentang peranan yang boleh dimainkannya dalam evolusi bintang. Dua tahun kemudian, dicadangkan bahawa letupan supernova dikaitkan dengan perubahan bintang biasa kepada bintang neutron. Kemudian struktur dan parameter yang terakhir dikira, dan menjadi jelas bahawa jika bintang kecil (seperti Matahari kita) berubah menjadi kerdil putih pada akhir evolusinya, maka yang lebih berat menjadi neutron. Pada bulan Ogos 1967, ahli astronomi radio, semasa mengkaji kilauan sumber radio kosmik, menemui isyarat aneh - sangat pendek, kira-kira 50 milisaat panjang, denyutan pancaran radio direkodkan, berulang selepas selang masa yang ditetapkan dengan ketat (daripada urutan satu saat). Ia sama sekali berbeza daripada gambaran huru-hara biasa tentang turun naik tidak teratur rawak dalam pelepasan radio. Selepas pemeriksaan menyeluruh semua peralatan, keyakinan datang bahawa impuls itu berasal dari luar angkasa. Sukar untuk mengejutkan ahli astronomi dengan objek yang memancar dengan intensiti berubah-ubah, tetapi dalam kes ini tempohnya sangat singkat, dan isyaratnya sangat teratur, sehingga saintis serius mencadangkan bahawa ia boleh menjadi mesej dari tamadun luar angkasa.
Oleh itu, pulsar pertama dinamakan LGM-1 (dari bahasa Inggeris Little Green Men "Little Green Men"), walaupun percubaan untuk mencari sebarang makna dalam denyutan yang diterima berakhir dengan sia-sia. Tidak lama kemudian, 3 lagi sumber radio berdenyut ditemui. Tempoh mereka sekali lagi ternyata lebih kurang daripada ciri ayunan dan masa putaran semua objek astronomi yang diketahui. Oleh kerana sifat impulsif sinaran, objek baru mula dipanggil pulsar. Penemuan ini benar-benar membangkitkan astronomi, dan laporan mengenai penemuan pulsar mula tiba dari banyak balai cerap radio. Selepas penemuan pulsar di Nebula Ketam, yang timbul akibat letupan supernova pada tahun 1054 (bintang ini kelihatan pada siang hari, seperti yang disebut oleh orang Cina, Arab dan Amerika Utara dalam sejarah mereka), menjadi jelas bahawa pulsar entah bagaimana. berkaitan dengan letupan supernova. .
Kemungkinan besar, isyarat datang dari objek yang ditinggalkan selepas letupan. Ia mengambil masa yang lama sebelum ahli astrofizik menyedari bahawa pulsar adalah bintang neutron berputar pantas yang mereka cari.
nebula ketam
Kilatan supernova ini (foto di atas), berkilauan di langit bumi lebih terang daripada Zuhrah dan kelihatan walaupun pada siang hari, berlaku pada 1054 mengikut jam bumi. Hampir 1,000 tahun adalah masa yang sangat singkat mengikut piawaian kosmik, namun, pada masa ini, Nebula Ketam yang paling indah berjaya terbentuk daripada sisa-sisa bintang yang meletup. Imej ini adalah gabungan dua imej, satu daripada Teleskop Angkasa Hubble (warna merah) dan satu lagi daripada teleskop X-ray Chandra (biru). Jelas kelihatan bahawa elektron bertenaga tinggi yang dipancarkan dalam julat sinar-X kehilangan tenaga mereka dengan sangat cepat, jadi warna biru hanya berlaku di bahagian tengah nebula.
Menggabungkan kedua-dua imej membantu memahami dengan lebih tepat mekanisme operasi penjana angkasa yang menakjubkan ini, yang memancarkan ayunan elektromagnet dengan julat frekuensi terluas daripada gamma quanta kepada gelombang radio. Walaupun kebanyakan bintang neutron telah dikesan oleh pelepasan radio, mereka masih mengeluarkan jumlah tenaga utama dalam julat gamma dan x-ray. Bintang neutron dilahirkan sangat panas, tetapi ia sejuk agak cepat, dan sudah berusia seribu tahun mempunyai suhu permukaan kira-kira 1,000,000 K. Oleh itu, hanya bintang neutron muda yang bersinar dalam julat sinar-X disebabkan oleh sinaran haba semata-mata.
Fizik Pulsar
Pulsar hanyalah gasing bermagnet besar yang berputar mengelilingi paksi yang tidak bertepatan dengan paksi magnet. Jika tiada apa-apa yang jatuh ke atasnya dan ia tidak mengeluarkan apa-apa, maka pancaran radionya akan mempunyai frekuensi putaran dan kita tidak akan pernah mendengarnya di Bumi. Tetapi hakikatnya ialah bahagian atas ini mempunyai jisim yang sangat besar dan suhu permukaan yang tinggi, dan medan magnet berputar mencipta medan elektrik dengan keamatan yang sangat besar, yang mampu mempercepatkan proton dan elektron kepada kelajuan hampir ringan. Lebih-lebih lagi, semua zarah bercas yang bergegas mengelilingi pulsar terperangkap dalam perangkap dari medan magnetnya yang besar. Dan hanya dalam sudut pepejal kecil berhampiran paksi magnet, mereka boleh membebaskan diri (bintang neutron mempunyai medan magnet terkuat di Alam Semesta, mencapai 10 10 10 14 gauss, sebagai perbandingan: medan terestrial ialah 1 gauss, solar 1050 gauss) . Aliran zarah bercas inilah yang menjadi sumber pancaran radio itu, mengikut mana pulsar ditemui, yang kemudiannya menjadi bintang neutron. Oleh kerana paksi magnet bintang neutron tidak semestinya bertepatan dengan paksi putarannya, apabila bintang itu berputar, aliran gelombang radio merambat di angkasa seperti pancaran suar yang berkelip - hanya seketika memotong kegelapan sekeliling.
Imej X-ray pulsar Nebula Ketam dalam keadaan aktif (kiri) dan normal (kanan).
jiran terdekat
Pulsar ini hanya 450 tahun cahaya dari Bumi dan merupakan sistem binari bintang neutron dan kerdil putih dengan tempoh orbit selama 5.5 hari. X-ray lembut yang diterima oleh satelit ROSAT dipancarkan oleh penutup kutub PSR J0437-4715 yang dipanaskan sehingga dua juta darjah. Dalam proses putaran pantasnya (tempoh pulsar ini ialah 5.75 milisaat), ia beralih ke Bumi dengan satu atau kutub magnet yang lain, akibatnya, keamatan fluks sinar gamma berubah sebanyak 33%. Objek terang di sebelah pulsar kecil adalah galaksi jauh, yang atas sebab tertentu secara aktif bersinar di bahagian sinar-X spektrum.
Graviti maha kuasa
Menurut teori evolusi moden, bintang besar mengakhiri hidup mereka dalam letupan besar yang mengubah kebanyakannya menjadi nebula gas yang mengembang. Akibatnya, daripada gergasi itu, berkali-kali lebih besar daripada Matahari kita dalam saiz dan jisim, masih terdapat objek panas padat bersaiz kira-kira 20 km, dengan atmosfera nipis (diperbuat daripada hidrogen dan ion lebih berat) dan medan graviti 100 bilion kali. lebih besar daripada bumi. Mereka memanggilnya bintang neutron, mempercayai bahawa ia terdiri terutamanya daripada neutron. Bahan bintang neutron adalah bentuk jirim yang paling padat (satu sudu teh supernukleus seberat kira-kira satu bilion tan). Tempoh isyarat yang sangat singkat yang dipancarkan oleh pulsar adalah hujah pertama dan paling penting yang menyokong fakta bahawa ini adalah bintang neutron, yang mempunyai medan magnet yang besar dan berputar pada kelajuan yang sangat pantas. Hanya objek padat dan padat (hanya bersaiz beberapa puluh kilometer) dengan medan graviti yang kuat boleh menahan kelajuan putaran sedemikian tanpa pecah kerana daya emparan inersia.
Bintang neutron terdiri daripada cecair neutron dengan campuran proton dan elektron. "Cecair nuklear", sangat mengingatkan bahan daripada nukleus atom, adalah 1014 kali lebih tumpat daripada air biasa. Perbezaan besar ini agak boleh difahami, kerana atom kebanyakannya adalah ruang kosong, di mana elektron cahaya berkibar mengelilingi nukleus berat yang kecil. Nukleus mengandungi hampir semua jisim, kerana proton dan neutron adalah 2,000 kali lebih berat daripada elektron. Daya melampau yang berlaku semasa pembentukan bintang neutron memampatkan atom supaya elektron yang ditekan ke dalam nukleus bergabung dengan proton untuk membentuk neutron. Oleh itu, bintang dilahirkan, hampir keseluruhannya terdiri daripada neutron. Cecair nuklear superdens, jika dibawa ke Bumi, akan meletup seperti bom nuklear, tetapi dalam bintang neutron ia stabil kerana tekanan graviti yang sangat besar. Walau bagaimanapun, dalam lapisan luar bintang neutron (sesungguhnya, semua bintang), tekanan dan penurunan suhu, membentuk kerak pepejal kira-kira satu kilometer tebal. Ia dipercayai terdiri terutamanya daripada nukleus besi.
Kilat
Kilat sinar-X yang besar pada 5 Mac 1979, ternyata, berlaku jauh di luar Galaxy kita, dalam satelit Awan Magellan Besar Bima Sakti kita, yang terletak pada jarak 180 ribu tahun cahaya dari Bumi. Pemprosesan bersama letusan sinar gamma pada 5 Mac, yang direkodkan oleh tujuh kapal angkasa, memungkinkan untuk menentukan dengan tepat kedudukan objek ini, dan hari ini hampir tidak ada keraguan bahawa ia terletak di Awan Magellan.
Peristiwa yang berlaku pada bintang jauh ini 180 ribu tahun yang lalu sukar untuk dibayangkan, tetapi ia kemudiannya meletus seperti sebanyak 10 supernova, lebih daripada 10 kali ganda cahaya semua bintang di Galaxy kita. Titik terang di bahagian atas rajah adalah pulsar SGR yang panjang dan terkenal, dan kontur yang tidak teratur adalah kedudukan paling berkemungkinan objek yang meletus pada 5 Mac 1979.
Asal usul bintang neutron
Letupan supernova hanyalah penukaran sebahagian daripada tenaga graviti kepada tenaga haba. Apabila bintang lama kehabisan bahan api dan tindak balas termonuklear tidak lagi dapat memanaskan bahagian dalamannya kepada suhu yang diperlukan, sejenis keruntuhan berlaku - awan gas runtuh ke pusat gravitinya. Tenaga yang dikeluarkan pada masa yang sama menyerakkan lapisan luar bintang ke semua arah, membentuk nebula yang mengembang. Jika bintang itu kecil, seperti Matahari kita, maka kilat berlaku dan kerdil putih terbentuk. Jika jisim bintang itu lebih daripada 10 kali ganda daripada Matahari, maka keruntuhan sedemikian membawa kepada letupan supernova dan bintang neutron biasa terbentuk. Jika supernova menyala menggantikan bintang yang sangat besar, dengan jisim 2040 Solar, dan bintang neutron dengan jisim lebih daripada tiga Matahari terbentuk, maka proses mampatan graviti menjadi tidak dapat dipulihkan dan lubang hitam terbentuk.
Struktur dalaman
Kerak keras lapisan luar bintang neutron terdiri daripada nukleus atom berat yang disusun dalam kekisi padu, dengan elektron terbang bebas di antara mereka, serupa dengan logam Bumi, hanya lebih tumpat.
Soalan terbuka
Walaupun bintang neutron telah dikaji secara intensif selama kira-kira tiga dekad, struktur dalaman mereka tidak diketahui secara pasti. Selain itu, tidak ada kepastian yang kukuh bahawa mereka benar-benar terdiri terutamanya daripada neutron. Apabila kita bergerak lebih dalam ke dalam bintang, tekanan dan ketumpatan meningkat, dan jirim boleh dimampatkan sehingga terpecah menjadi kuark, blok binaan proton dan neutron. Menurut kromodinamik kuantum moden, kuark tidak boleh wujud dalam keadaan bebas, tetapi digabungkan menjadi "triple" dan "dua" yang tidak dapat dipisahkan. Tetapi, mungkin, di sempadan teras dalaman bintang neutron, keadaan berubah dan quark keluar dari kurungan mereka. Untuk lebih memahami sifat bintang neutron dan jirim quark eksotik, ahli astronomi perlu menentukan hubungan antara jisim bintang dan jejarinya (ketumpatan purata). Dengan memeriksa bintang neutron dengan rakan, seseorang boleh mengukur jisimnya dengan tepat, tetapi menentukan diameter adalah lebih sukar. Baru-baru ini, saintis menggunakan keupayaan satelit XMM-Newton X-ray telah menemui cara untuk menganggarkan ketumpatan bintang neutron berdasarkan anjakan merah graviti. Keanehan bintang neutron juga terletak pada fakta bahawa dengan penurunan jisim bintang, jejarinya meningkat akibatnya, bintang neutron yang paling besar mempunyai saiz terkecil.
Janda Hitam
Letupan supernova selalunya memberitahu pulsar yang baru lahir tentang kelajuan yang agak tinggi. Bintang terbang sedemikian dengan medan magnetnya yang baik sangat mengganggu gas terion yang memenuhi ruang antara bintang. Sejenis gelombang kejutan terbentuk, berjalan di hadapan bintang dan mencapah dalam kon lebar selepasnya. Imej gabungan optik (bahagian biru-hijau) dan X-ray (warna merah) menunjukkan bahawa di sini kita berhadapan bukan sahaja dengan awan gas bercahaya, tetapi dengan fluks besar zarah asas yang dipancarkan oleh pulsar milisaat ini. Kelajuan linear Black Widow ialah 1 juta km/j, ia berputar mengelilingi paksinya dalam 1.6 ms, ia sudah berusia kira-kira satu bilion tahun, dan ia mempunyai bintang pendamping yang mengelilingi Janda dengan tempoh 9.2 jam. Pulsar B1957 + 20 mendapat namanya atas sebab mudah bahawa sinaran paling kuatnya hanya membakar jirannya, menyebabkan gas yang membentuknya "mendidih" dan menguap. Kepompong berbentuk cerut merah di belakang pulsar adalah bahagian ruang di mana elektron dan proton yang dipancarkan oleh bintang neutron memancarkan sinar gamma lembut.
Hasil simulasi komputer memungkinkan untuk menggambarkan, dalam bahagian, proses yang berlaku berhampiran pulsar yang terbang pantas. Sinaran yang menyimpang dari titik terang ini adalah imej bersyarat aliran tenaga sinaran itu, serta aliran zarah dan antizarah, yang berasal dari bintang neutron. Garis besar merah pada sempadan ruang hitam di sekeliling bintang neutron dan sedutan plasma bercahaya merah adalah tempat di mana aliran zarah relativistik yang terbang hampir pada kelajuan cahaya bertemu dengan gas antara bintang yang dipeluwap oleh gelombang kejutan. Apabila nyahpecutan dengan mendadak, zarah mengeluarkan sinar-X dan, setelah kehilangan tenaga utamanya, tidak memanaskan gas kejadian dengan begitu banyak.
Kejang gergasi
Pulsar dianggap sebagai salah satu peringkat awal kehidupan bintang neutron. Terima kasih kepada kajian mereka, saintis belajar tentang medan magnet, dan tentang kelajuan putaran, dan tentang nasib masa depan bintang neutron. Dengan sentiasa memerhatikan tingkah laku pulsar, seseorang boleh menentukan dengan tepat berapa banyak tenaga yang hilang, berapa banyak ia perlahan, dan walaupun ia tidak lagi wujud, setelah cukup perlahan sehingga tidak dapat memancarkan gelombang radio yang kuat. Kajian ini mengesahkan banyak ramalan teori tentang bintang neutron.
Menjelang tahun 1968, pulsar dengan tempoh putaran 0.033 saat hingga 2 saat ditemui. Kekerapan denyutan pulsar radio dikekalkan dengan ketepatan yang menakjubkan, dan pada mulanya kestabilan isyarat ini lebih tinggi daripada jam atom bumi. Namun, dengan kemajuan dalam bidang pengukuran masa untuk banyak pulsar, adalah mungkin untuk mendaftarkan perubahan tetap dalam tempoh mereka. Sudah tentu, ini adalah perubahan yang sangat kecil, dan hanya selama berjuta-juta tahun kita boleh menjangkakan tempoh untuk berganda. Nisbah kadar putaran semasa kepada nyahpecutan putaran adalah salah satu cara untuk menganggar umur pulsar. Walaupun kestabilan isyarat radio yang menakjubkan, sesetengah pulsar kadangkala mengalami apa yang dipanggil "gangguan". Untuk selang masa yang sangat singkat (kurang daripada 2 minit), kelajuan putaran pulsar meningkat dengan jumlah yang ketara, dan kemudian selepas beberapa waktu kembali kepada nilai yang sebelum "pelanggaran". Adalah dipercayai bahawa "pelanggaran" mungkin disebabkan oleh penyusunan semula jisim dalam bintang neutron. Tetapi dalam apa jua keadaan, mekanisme yang tepat masih tidak diketahui.
Oleh itu, pulsar Vela tertakluk kepada "pelanggaran" besar kira-kira sekali setiap 3 tahun, dan ini menjadikannya objek yang sangat menarik untuk mengkaji fenomena sedemikian.
magnetar
Beberapa bintang neutron, yang dipanggil pecahan berulang SGR, memancarkan pancaran kuat sinar gamma "lembut" pada selang waktu yang tidak teratur. Jumlah tenaga yang dipancarkan oleh SGR semasa denyar biasa, yang berlangsung selama beberapa persepuluh saat, Matahari boleh memancarkan hanya selama setahun. Empat SGR yang diketahui berada dalam Galaxy kita dan hanya satu di luarnya. Letupan tenaga yang luar biasa ini boleh disebabkan oleh gempa bintang, versi gempa bumi yang kuat, apabila permukaan pepejal bintang neutron terkoyak dan aliran proton yang kuat pecah dari dalamannya, yang, terperangkap dalam medan magnet, mengeluarkan gamma dan X- sinaran. Bintang neutron dikenal pasti sebagai sumber letusan sinar gamma yang kuat selepas letusan sinar gamma yang besar pada 5 Mac 1979, apabila sebanyak tenaga dibuang pada saat pertama seperti yang dipancarkan matahari dalam 1,000 tahun. Pemerhatian terbaru tentang salah satu bintang neutron yang paling "aktif" hari ini nampaknya menyokong teori bahawa letusan gamma dan sinar-X yang kuat disebabkan oleh gempa bintang.
Pada tahun 1998, SGR yang terkenal tiba-tiba bangun dari "tidur"nya, yang tidak menunjukkan tanda-tanda aktiviti selama 20 tahun dan memercikkan tenaga hampir sama seperti kilat sinar gamma pada 5 Mac 1979. Apa yang paling menarik perhatian penyelidik apabila memerhatikan peristiwa ini adalah kelembapan mendadak dalam kelajuan putaran bintang, yang menunjukkan kemusnahannya. Untuk menerangkan suar gamma dan sinar-x yang berkuasa, model magnetar, bintang neutron dengan medan magnet yang sangat kuat, telah dicadangkan. Jika bintang neutron dilahirkan berputar dengan sangat pantas, maka gabungan kesan putaran dan perolakan, yang memainkan peranan penting dalam beberapa saat pertama kewujudan bintang neutron, boleh mencipta medan magnet yang besar melalui proses kompleks yang dikenali sebagai "dinamo aktif" (dengan cara yang sama medan dicipta di dalam Bumi dan Matahari). Ahli teori kagum apabila mendapati bahawa dinamo sedemikian, yang beroperasi dalam bintang neutron yang panas dan baru lahir, boleh mencipta medan magnet 10,000 kali lebih kuat daripada medan pulsar biasa. Apabila bintang menjadi sejuk (selepas 10 atau 20 saat), perolakan dan tindakan dinamo berhenti, tetapi kali ini sudah cukup untuk medan yang diperlukan muncul.
Medan magnet bola pengalir elektrik yang berputar boleh menjadi tidak stabil, dan penstrukturan semula yang tajam pada strukturnya boleh disertai dengan pembebasan sejumlah besar tenaga (contoh yang jelas tentang ketidakstabilan tersebut ialah pembalikan berkala kutub magnet Bumi). Perkara yang sama berlaku pada Matahari, dalam kejadian letupan yang dipanggil "suar suria." Dalam magnetar, tenaga magnet yang ada adalah sangat besar, dan tenaga ini cukup untuk kuasa suar gergasi seperti 5 Mac 1979 dan 27 Ogos 1998. Peristiwa sedemikian tidak dapat dielakkan menyebabkan kerosakan yang mendalam dan perubahan dalam struktur bukan sahaja arus elektrik dalam jumlah bintang neutron, tetapi juga kerak pepejalnya. Satu lagi jenis objek misteri yang memancarkan sinar-X yang kuat semasa letupan berkala ialah apa yang dipanggil pulsar sinar-X anomali AXP. Mereka berbeza daripada pulsar sinar-X biasa kerana ia hanya memancarkan dalam julat sinar-X. Para saintis percaya bahawa SGR dan AXP adalah fasa kehidupan kelas objek yang sama, iaitu magnetar, atau bintang neutron, yang memancarkan sinar gamma lembut, menarik tenaga daripada medan magnet. Dan walaupun magnetar hari ini kekal sebagai idea ahli teori dan tidak ada data yang mencukupi yang mengesahkan kewujudan mereka, ahli astronomi berdegil mencari bukti yang diperlukan.
Calon untuk Magnetar
Ahli astronomi telah pun mengkaji galaksi kita sendiri, Bima Sakti, dengan begitu teliti sehingga tiada kos untuk mereka melukis pandangan sisinya, menandakan kedudukan bintang neutron yang paling luar biasa di atasnya.
Para saintis percaya bahawa AXP dan SGR hanyalah dua peringkat dalam kehidupan magnet gergasi yang sama bintang neutron. Untuk 10,000 tahun pertama, magnetar ialah pulsar SGR, boleh dilihat dalam cahaya biasa dan memberikan letupan sinar-X lembut yang berulang, dan untuk berjuta-juta tahun akan datang, sebagai pulsar AXP anomali, ia hilang dari julat yang kelihatan dan sedutan sahaja dalam X-ray.
Magnet terkuat
Analisis data yang diperolehi oleh satelit RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer, NASA) semasa pemerhatian pulsar luar biasa SGR 1806-20 menunjukkan bahawa sumber ini adalah magnet paling berkuasa yang diketahui setakat ini di Alam Semesta. Magnitud medannya ditentukan bukan sahaja berdasarkan data tidak langsung (atas perlambatan pulsar), tetapi juga hampir secara langsung berdasarkan pengukuran frekuensi putaran proton dalam medan magnet bintang neutron. Medan magnet berhampiran permukaan magnetar ini mencapai 10 15 gauss. Jika ia, sebagai contoh, di orbit Bulan, semua pembawa maklumat magnetik di Bumi kita akan dinyahmagnetkan. Benar, memandangkan jisimnya lebih kurang sama dengan Matahari, ini tidak lagi penting, kerana walaupun Bumi tidak jatuh pada bintang neutron ini, ia akan mengelilinginya seperti gila, membuat revolusi lengkap hanya dalam satu jam.
Dinamo aktif
Kita semua tahu bahawa tenaga suka berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Elektrik mudah ditukar kepada haba, dan tenaga kinetik kepada tenaga keupayaan. Aliran perolakan besar magma, plasma atau bahan nuklear konduktif elektrik, ternyata, juga boleh menukar tenaga kinetik mereka menjadi sesuatu yang luar biasa, seperti medan magnet. Pergerakan jisim besar pada bintang berputar dengan kehadiran medan magnet awal yang kecil boleh membawa kepada arus elektrik yang mencipta medan dalam arah yang sama seperti yang asal. Akibatnya, pertumbuhan seperti longsoran medan magnet objek konduktif berputar bermula. Semakin besar medan, semakin besar arus, semakin besar arus, semakin besar medan dan semua ini disebabkan oleh aliran perolakan cetek kerana fakta bahawa bahan panas lebih ringan daripada sejuk, dan oleh itu terapung
Kejiranan Resah
Balai cerap angkasa lepas Chandra yang terkenal telah menemui ratusan objek (termasuk di galaksi lain), menunjukkan bahawa tidak semua bintang neutron ditakdirkan untuk hidup bersendirian. Objek sedemikian dilahirkan dalam sistem binari yang terselamat daripada letupan supernova yang mencipta bintang neutron. Dan kadangkala ia berlaku bahawa bintang neutron tunggal di kawasan bintang padat seperti gugusan globular menangkap pasangan. Dalam kes ini, bintang neutron akan "mencuri" bahan dari jirannya. Dan bergantung pada seberapa besar bintang itu akan menemaninya, "kecurian" ini akan menyebabkan akibat yang berbeza. Gas yang mengalir dari pasangan dengan jisim kurang daripada Matahari kita, pada "serbuk" seperti bintang neutron, tidak akan dapat segera jatuh kerana momentum sudutnya yang terlalu besar, jadi ia mewujudkan apa yang dipanggil. cakera pertambahan di sekelilingnya daripada perkara "dicuri". Geseran semasa berliku mengelilingi bintang neutron dan mampatan dalam medan graviti memanaskan gas hingga berjuta-juta darjah, dan ia mula mengeluarkan sinar-X. Satu lagi fenomena menarik yang dikaitkan dengan bintang neutron yang mempunyai pendamping berjisim rendah ialah letupan sinar-X (burster). Ia biasanya bertahan dari beberapa saat hingga beberapa minit dan, pada maksimumnya, memberikan kilauan bintang hampir 100,000 kali ganda daripada Matahari.
Ledakan ini dijelaskan oleh fakta bahawa apabila hidrogen dan helium dipindahkan ke bintang neutron daripada pasangan, mereka membentuk lapisan padat. Secara beransur-ansur, lapisan ini menjadi sangat padat dan panas sehingga tindak balas pelakuran termonuklear bermula dan sejumlah besar tenaga dibebaskan. Dari segi kuasa, ini bersamaan dengan letupan seluruh senjata nuklear penduduk bumi pada setiap sentimeter persegi permukaan bintang neutron dalam masa seminit. Gambaran yang sama sekali berbeza diperhatikan jika bintang neutron mempunyai pasangan yang besar. Bintang gergasi kehilangan jirim dalam bentuk angin bintang (aliran gas terion yang terpancar dari permukaannya), dan graviti besar bintang neutron menangkap sebahagian daripada perkara ini untuk dirinya sendiri. Tetapi di sinilah medan magnet berperanan, menyebabkan bahan yang jatuh mengalir sepanjang garis daya ke arah kutub magnet.
Ini bermakna sinar-X dijana terutamanya di tempat panas di kutub, dan jika paksi magnet dan paksi putaran bintang tidak bertepatan, maka kecerahan bintang ternyata berubah-ubah ini juga merupakan pulsar, tetapi hanya X-ray. Bintang neutron dalam pulsar sinar-X mempunyai bintang gergasi terang sebagai teman. Dalam burster, pasangan bintang neutron adalah bintang berjisim rendah dengan kecerahan rendah. Umur gergasi terang tidak melebihi beberapa puluh juta tahun, manakala usia bintang kerdil yang samar boleh berbilion tahun, kerana yang pertama menggunakan bahan api nuklear mereka lebih cepat daripada yang terakhir. Ia berikutan bahawa burster adalah sistem lama di mana medan magnet telah melemah dari semasa ke semasa, manakala pulsar agak muda, dan oleh itu medan magnet di dalamnya lebih kuat. Mungkin burster pernah berdenyut pada masa lalu, dan pulsar masih belum menyala pada masa hadapan.
Pulsar dengan tempoh terpendek (kurang daripada 30 milisaat), yang dipanggil pulsar milisaat, juga dikaitkan dengan sistem binari. Walaupun putaran pantas mereka, mereka bukanlah yang termuda, seperti yang dijangkakan, tetapi yang tertua.
Ia timbul daripada sistem binari, di mana bintang neutron lama yang berputar perlahan-lahan mula menyerap bahan daripada rakannya yang sudah berumur (biasanya gergasi merah). Jatuh ke permukaan bintang neutron, jirim memindahkan tenaga putaran kepadanya, menyebabkan ia berputar lebih cepat dan lebih pantas. Ini berlaku sehingga pasangan bintang neutron, hampir dibebaskan daripada jisim berlebihan, menjadi kerdil putih, dan pulsar itu hidup dan mula berputar pada kelajuan ratusan pusingan sesaat. Walau bagaimanapun, ahli astronomi baru-baru ini telah menemui sistem yang sangat luar biasa di mana pendamping pulsar milisaat bukanlah kerdil putih, tetapi bintang merah kembung gergasi. Para saintis percaya bahawa mereka sedang memerhatikan sistem binari ini hanya dalam peringkat "pembebasan" bintang merah daripada berat berlebihan dan transformasi menjadi kerdil putih. Jika hipotesis ini salah, maka bintang pengiring boleh menjadi bintang gugusan globular biasa yang ditangkap secara tidak sengaja oleh pulsar. Hampir semua bintang neutron yang diketahui pada masa ini telah ditemui sama ada dalam binari sinar-X atau sebagai pulsar tunggal.
Dan baru-baru ini, Hubble melihat dalam cahaya boleh dilihat bintang neutron, yang bukan komponen sistem binari dan tidak berdenyut dalam julat sinar-X dan radio. Ini memberikan peluang unik untuk menentukan saiznya dengan tepat dan membuat pelarasan kepada pemahaman tentang komposisi dan struktur kelas pelik bintang yang hangus dan dimampatkan secara graviti ini. Bintang ini ditemui buat kali pertama sebagai sumber sinar-X dan memancarkan dalam julat ini, bukan kerana ia mengumpul gas hidrogen semasa ia bergerak melalui angkasa, tetapi kerana ia masih muda. Mungkin ia adalah saki baki salah satu bintang sistem binari. Akibat letupan supernova, sistem binari ini runtuh dan bekas jiran memulakan perjalanan bebas melalui Alam Semesta.
Bayi pemakan bintang
Apabila batu jatuh ke tanah, begitu juga bintang besar, melepaskan jisimnya sedikit demi sedikit, secara beransur-ansur bergerak ke jiran yang kecil dan jauh, yang mempunyai medan graviti yang besar berhampiran permukaannya. Jika bintang tidak berputar mengelilingi pusat graviti yang sama, maka aliran gas hanya boleh mengalir, seperti aliran air dari cawan, ke bintang neutron kecil. Tetapi kerana bintang-bintang mengelilingi dalam tarian bulat, jirim yang jatuh, sebelum ia mencapai permukaan, mesti kehilangan sebahagian besar momentum sudutnya. Dan di sini geseran bersama zarah-zarah yang bergerak di sepanjang trajektori yang berbeza dan interaksi plasma terion yang membentuk cakera pertambahan dengan medan magnet pulsar membantu proses bahan jatuh untuk berjaya berakhir dengan kesan pada permukaan bintang neutron dalam kawasan kutub magnetnya.
Misteri 4U2127 Selesai
Bintang ini telah menipu ahli astronomi selama lebih daripada 10 tahun, menunjukkan kebolehubahan perlahan yang aneh dalam parameternya dan menyala secara berbeza setiap kali. Hanya penyelidikan terkini dari balai cerap angkasa Chandra telah membolehkan untuk membongkar tingkah laku misteri objek ini. Ternyata ini bukan satu, tetapi dua bintang neutron. Lebih-lebih lagi, kedua-duanya mempunyai rakan satu bintang, serupa dengan Matahari kita, yang lain dengan jiran biru kecil. Dari segi ruang, pasangan bintang ini dipisahkan oleh jarak yang cukup besar dan menjalani kehidupan bebas. Tetapi pada sfera bintang, mereka diunjurkan hampir ke satu titik, itulah sebabnya mereka dianggap sebagai satu objek untuk sekian lama. Empat bintang ini terletak dalam gugusan globular M15 pada jarak 34 ribu tahun cahaya.
Soalan terbuka
Secara keseluruhan, ahli astronomi telah menemui kira-kira 1,200 bintang neutron setakat ini. Daripada jumlah ini, lebih daripada 1,000 adalah pulsar radio, dan selebihnya hanyalah sumber X-ray. Selama bertahun-tahun penyelidikan, saintis telah membuat kesimpulan bahawa bintang neutron adalah asal sebenar. Ada yang sangat terang dan tenang, yang lain secara berkala menyala dan berubah dengan gempa bumi, dan yang lain wujud dalam sistem binari. Bintang-bintang ini adalah antara objek astronomi yang paling misteri dan sukar difahami, menggabungkan medan graviti dan magnet terkuat serta ketumpatan dan tenaga yang melampau. Dan setiap penemuan baharu daripada kehidupan mereka yang bergelora memberikan saintis maklumat unik yang diperlukan untuk memahami sifat Jirim dan evolusi Alam Semesta.
Piawaian sejagat
Sangat sukar untuk menghantar sesuatu ke luar sistem suria, oleh itu, bersama-sama dengan kapal angkasa Pioneer-10 dan -11 yang pergi ke sana 30 tahun yang lalu, penduduk bumi juga menghantar mesej kepada saudara mereka dalam fikiran. Untuk melukis sesuatu yang dapat difahami oleh Minda Luar Angkasa, tugas itu bukanlah tugas yang mudah, lebih-lebih lagi, ia juga perlu menunjukkan alamat pemulangan dan tarikh penghantaran surat... menunjukkan tempat dan masa menghantar mesej adalah cerdik. Sinaran tak selanjar pelbagai panjang, yang terpancar dari titik yang melambangkan Matahari, menunjukkan arah dan jarak ke pulsar terdekat dengan Bumi, dan ketakselanjaran garisan itu tidak lebih daripada sebutan binari bagi tempoh revolusi mereka. Rasuk terpanjang menghala ke pusat galaksi kita, Bima Sakti. Kekerapan isyarat radio yang dipancarkan oleh atom hidrogen apabila menukar orientasi bersama putaran (arah putaran) proton dan elektron diambil sebagai unit masa pada mesej.
21 cm atau 1420 MHz yang terkenal harus diketahui oleh semua makhluk pintar di alam semesta. Menurut mercu tanda ini, menunjuk kepada "suar radio" Alam Semesta, adalah mungkin untuk mencari penduduk bumi walaupun selepas berjuta-juta tahun, dan dengan membandingkan kekerapan yang direkodkan pulsar dengan yang semasa, adalah mungkin untuk menganggarkan bila lelaki dan wanita ini memberkati kapal angkasa pertama yang meninggalkan sistem suria.
Nikolai Andreev
Ia berlaku selepas letupan supernova.
Ini adalah matahari terbenam kehidupan bintang. Gravitinya sangat kuat sehingga melemparkan elektron keluar dari orbit atom, mengubahnya menjadi neutron.
Apabila dia kehilangan sokongan tekanan dalamannya, dia rebah, dan ini membawa kepada letupan supernova.
Sisa-sisa jasad ini menjadi Bintang Neutron, yang mempunyai jisim 1.4 kali jisim Matahari, dan jejari hampir sama dengan jejari Manhattan di Amerika Syarikat.
Berat kiub gula dengan ketumpatan bintang neutron adalah...
Jika, sebagai contoh, kita mengambil sekeping gula dengan isipadu 1 cm 3 dan bayangkan ia diperbuat daripada perkara bintang neutron, maka jisimnya ialah kira-kira satu bilion tan. Ini sama dengan jisim kira-kira 8 ribu kapal pengangkut pesawat. objek kecil dengan kepadatan yang luar biasa!
Bintang neutron yang baru lahir mempunyai kelajuan putaran yang tinggi. Apabila bintang besar berubah menjadi neutron, kelajuan putarannya berubah.
Bintang neutron yang berputar ialah penjana elektrik semula jadi. Putarannya menghasilkan medan magnet yang kuat. Daya kemagnetan yang luar biasa ini menangkap elektron dan zarah atom lain dan menghantarnya jauh ke dalam alam semesta dengan kelajuan yang luar biasa. Zarah berkelajuan tinggi cenderung untuk mengeluarkan sinaran. Kelipan yang kita perhatikan dalam bintang pulsar adalah sinaran zarah ini.Tetapi kita melihatnya hanya apabila sinarannya diarahkan ke arah kita.
Bintang neutron yang berputar ialah pulsar, objek eksotik yang muncul selepas letupan supernova. Inilah pengakhiran hidupnya.
Ketumpatan bintang neutron diedarkan secara berbeza. Mereka mempunyai kulit kayu yang sangat padat. Tetapi daya di dalam bintang neutron mampu menembusi kerak. Dan apabila ini berlaku, bintang menyesuaikan kedudukannya, yang membawa kepada perubahan dalam putarannya. Ini dipanggil: kulit kayu retak. Letupan berlaku pada bintang neutron.
Artikel
bintang neutron
Bintang neutron
bintang neutron
- bintang superdens terbentuk akibat letupan supernova. Bahan bintang neutron terutamanya terdiri daripada neutron.
Bintang neutron mempunyai ketumpatan nuklear (10 14 -10 15 g/cm 3) dan jejari biasa 10-20 km. Penguncupan graviti selanjutnya bintang neutron dihalang oleh tekanan bahan nuklear, yang timbul akibat interaksi neutron. Tekanan gas neutron yang jauh lebih tumpat yang merosot ini mampu mengekalkan jisim sehingga 3M daripada keruntuhan graviti. Oleh itu, jisim bintang neutron berbeza-beza dalam (1.4-3)M.
nasi. 1. Keratan rentas bintang neutron dengan jisim 1.5M dan jejari R = 16 km. Ketumpatan ρ diberikan dalam g/cm 3 dalam pelbagai bahagian bintang.
Neutrino yang dihasilkan pada masa keruntuhan supernova, dengan cepat menyejukkan bintang neutron. Suhunya dianggarkan turun dari 10 11 hingga 10 9 K dalam masa kira-kira 100 s. Selanjutnya, kadar penyejukan berkurangan. Walau bagaimanapun, ia adalah tinggi pada skala kosmik. Penurunan suhu daripada 10 9 kepada 10 8 K berlaku dalam 100 tahun dan kepada 10 6 K dalam sejuta tahun.
Terdapat ≈ 1200 objek yang diketahui yang dikelaskan sebagai bintang neutron. Kira-kira 1000 daripadanya terletak di dalam galaksi kita. Struktur bintang neutron dengan jisim 1.5M dan jejari 16 km ditunjukkan dalam Rajah. 1: I ialah lapisan luar nipis atom padat. Rantau II ialah kisi kristal nukleus atom dan elektron merosot. Wilayah III ialah lapisan pepejal nukleus atom tepu tepu dengan neutron. IV - teras cecair, terdiri terutamanya daripada neutron yang merosot. Rantau V membentuk teras hadronik bintang neutron. Ia, sebagai tambahan kepada nukleon, boleh mengandungi pion dan hiperon. Di bahagian bintang neutron ini, peralihan cecair neutron kepada keadaan hablur pepejal, rupa kondensat pion, dan pembentukan quark-gluon dan plasma hyperon adalah mungkin. Butiran individu tentang struktur bintang neutron sedang ditentukan.
Sukar untuk mengesan bintang neutron dengan kaedah optik kerana saiznya yang kecil dan kilauan yang rendah. Pada tahun 1967, E. Hewish dan J. Bell (Cambridge University) menemui sumber kosmik pelepasan radio berkala - pulsar. Tempoh pengulangan denyutan radio bagi pulsar adalah malar dan bagi kebanyakan pulsar terletak dalam julat dari 10 -2 hingga beberapa saat. Pulsar adalah bintang neutron yang berputar. Hanya objek padat dengan sifat bintang neutron boleh mengekalkan bentuknya tanpa runtuh pada kelajuan putaran sedemikian. Pemuliharaan momentum sudut dan medan magnet semasa keruntuhan supernova dan pembentukan bintang neutron membawa kepada kelahiran pulsar berputar pantas dengan medan magnet yang sangat kuat 10 10 –10 14 G. Medan magnet berputar dengan bintang neutron, bagaimanapun, paksi medan ini tidak bertepatan dengan paksi putaran bintang. Dengan putaran sedemikian, pancaran radio bintang meluncur merentasi Bumi seperti pancaran suar. Setiap kali pancaran melintasi Bumi dan mengenai pemerhati di Bumi, teleskop radio mengesan nadi pendek pelepasan radio. Kekerapan pengulangannya sepadan dengan tempoh putaran bintang neutron. Sinaran bintang neutron timbul disebabkan oleh fakta bahawa zarah bercas (elektron) dari permukaan bintang bergerak ke luar sepanjang garis medan magnet, memancarkan gelombang elektromagnet. Ini adalah mekanisme pelepasan radio pulsar, pertama kali dicadangkan oleh
Konsep bintang neutron
Konsep bintang neutron bukanlah perkara baru: cadangan pertama tentang kemungkinan kewujudan mereka dibuat oleh ahli astronomi berbakat Fritz Zwicky dan Walter Baarde dari California pada tahun 1934. (Agak lebih awal, pada tahun 1932, kemungkinan kewujudan bintang neutron telah diramalkan oleh saintis Soviet terkenal L. D. Landau.) Pada akhir 1930-an, ia menjadi subjek penyelidikan oleh saintis Amerika lain Oppenheimer dan Volkov. Minat ahli fizik ini dalam masalah ini disebabkan oleh keinginan untuk menentukan peringkat akhir evolusi bintang penguncupan besar-besaran. Memandangkan peranan dan kepentingan supernova telah didedahkan pada masa yang sama, adalah dicadangkan bahawa bintang neutron boleh menjadi saki-baki letupan supernova. Malangnya, dengan meletusnya Perang Dunia Kedua, perhatian saintis beralih kepada keperluan ketenteraan dan kajian terperinci mengenai objek baru dan sangat misteri ini telah digantung. Kemudian, pada tahun 1950-an, kajian bintang neutron disambung semula secara teori semata-mata untuk menentukan sama ada ia berkaitan dengan masalah pengeluaran unsur kimia di kawasan tengah bintang.kekal sebagai satu-satunya objek astrofizik yang kewujudan dan sifatnya telah diramalkan lama sebelum penemuannya.
Pada awal 1960-an, penemuan sumber sinar-X kosmik sangat menggalakkan mereka yang menganggap bintang neutron sebagai sumber sinar-X cakerawala yang mungkin. Menjelang akhir tahun 1967 kelas baru objek angkasa, pulsar, telah ditemui, yang mengelirukan saintis. Penemuan ini merupakan perkembangan paling penting dalam kajian bintang neutron, kerana ia sekali lagi menimbulkan persoalan tentang asal usul sinar-X kosmik. Bercakap tentang bintang neutron, ia harus diambil kira bahawa ciri fizikal mereka telah ditubuhkan secara teori dan sangat hipotesis, kerana keadaan fizikal yang wujud dalam badan ini tidak boleh dihasilkan semula dalam eksperimen makmal.
Sifat bintang neutron
Daya graviti memainkan peranan yang menentukan dalam sifat bintang neutron. Menurut pelbagai anggaran, diameter bintang neutron ialah 10-200 km. Dan volum ini, tidak ketara mengikut konsep ruang, "diisi" dengan jumlah jirim yang boleh membentuk badan angkasa yang serupa dengan Matahari, dengan diameter kira-kira 1.5 juta km, dan dalam jisim hampir sepertiga daripada satu juta. kali lebih berat daripada Bumi! Akibat semula jadi daripada kepekatan jirim ini ialah ketumpatan bintang neutron yang sangat tinggi. Malah, ia ternyata sangat padat sehingga ia boleh menjadi pepejal. Graviti bintang neutron adalah sangat besar sehingga seseorang akan menimbang kira-kira satu juta tan di sana. Pengiraan menunjukkan bahawa bintang neutron sangat bermagnet. Menurut anggaran, medan magnet bintang neutron boleh mencapai 1 juta km. juta gauss, manakala di Bumi ia adalah 1 gauss. Jejari bintang neutron kira-kira 15 km diambil, dan jisimnya adalah kira-kira 0.6 - 0.7 jisim suria. Lapisan luar adalah magnetosfera yang terdiri daripada elektron jarang dan plasma nuklear, yang ditembusi oleh medan magnet yang kuat bintang. Di sinilah isyarat radio yang menjadi ciri pulsar berasal. Zarah bercas ultrapantas, bergerak dalam lingkaran di sepanjang garis medan magnet, menimbulkan pelbagai jenis sinaran. Dalam sesetengah kes, sinaran berlaku dalam julat radio spektrum elektromagnet, dalam yang lain - sinaran pada frekuensi tinggi.Ketumpatan bintang neutron
Hampir serta-merta di bawah magnetosfera, ketumpatan jirim mencapai 1 t/cm3, iaitu 100,000 kali lebih besar daripada ketumpatan besi. Lapisan luar seterusnya mempunyai ciri-ciri logam. Lapisan jirim "superhard" ini dalam bentuk kristal. Kristal terdiri daripada nukleus atom dengan jisim atom 26 - 39 dan 58 - 133. Kristal ini sangat kecil: untuk mencapai jarak 1 cm, anda perlu menyusun kira-kira 10 bilion kristal dalam satu baris. Ketumpatan dalam lapisan ini lebih daripada 1 juta kali lebih tinggi daripada lapisan luar, atau sebaliknya, 400 bilion kali lebih tinggi daripada ketumpatan besi.Bergerak lebih jauh ke arah pusat bintang, kami menyeberangi lapisan ketiga. Ia termasuk kawasan nukleus berat seperti kadmium, tetapi juga kaya dengan neutron dan elektron. Ketumpatan lapisan ketiga adalah 1,000 kali lebih besar daripada yang sebelumnya. Menembusi lebih dalam ke dalam bintang neutron, kita mencapai lapisan keempat, manakala ketumpatan meningkat sedikit - kira-kira lima kali. Namun begitu, dengan ketumpatan sedemikian, nukleus tidak lagi dapat mengekalkan integriti fizikalnya: ia mereput menjadi neutron, proton dan elektron. Kebanyakan jirim adalah dalam bentuk neutron. Terdapat 8 neutron untuk setiap elektron dan proton. Lapisan ini, pada dasarnya, boleh dianggap sebagai cecair neutron "tercemar" oleh elektron dan proton. Di bawah lapisan ini adalah teras bintang neutron. Di sini ketumpatan adalah kira-kira 1.5 kali lebih besar daripada lapisan di atasnya. Namun begitu, walaupun peningkatan kecil dalam ketumpatan ini menyebabkan zarah-zarah dalam teras bergerak lebih cepat daripada mana-mana lapisan lain. Tenaga kinetik pergerakan neutron bercampur dengan sejumlah kecil proton dan elektron adalah sangat besar sehingga perlanggaran tak kenyal zarah sentiasa berlaku. Dalam proses perlanggaran, semua zarah dan resonans yang diketahui dalam fizik nuklear dilahirkan, di mana terdapat lebih daripada seribu. Kemungkinan besar, terdapat sejumlah besar zarah yang belum diketahui oleh kita.
Paroki Ortodoks St.
Kehidupan Rasul Paulus. Rasul Suci Paulus. Kehidupan dan pekerjaannya
Aspek rohani dan psikologi kejatuhan