Пульсары и нейтронные звезды
Объекты глубокого космоса > Пульсары и нейтронные звезды
В центре галактики М82 можно увидеть пульсар (розовый)
Изучите пульсары и нейтронные звезды Вселенной: описание и характеристика с фото и видео, строение, вращение, плотность, состав, масса, температура, поиск.
Пульсары
Пульсары представляют собою сферические компактные объекты, размеры которых не выходят за границу большого города. Удивительно то, что при таком объеме они по массивности превосходят солнечную. Их используют для исследования экстремальных состояний материи, обнаружения планет за пределами нашей системы и измерения космических дистанций. Кроме того, они помогли найти гравитационные волны, указывающие на энергетические события, вроде столкновений сверхмассивных черных дыр. Впервые обнаружены в 1967 году.
Что такое пульсар?
Пульсар вырабатывает два стойких узких световых луча в противоположных направлениях. Эффект мерцания создается из-за того, что они вращаются (принцип маяка). В этот момент луч попадает на Землю, а затем снова поворачивается. Почему это происходит? Дело в том, что световой луч пульсара обычно не совмещается с его осью вращения.
Строение пульсара
Если мигание создается вращением, то скорость импульсов отображает ту, с которой вращается пульсар. Всего было найдено 2000 пульсаров, большая часть их которых делает один оборот в секунду. Но есть примерно 200 объектов, умудряющихся за то же время совершать по сотне оборотов. Наиболее быстрые называют миллисекундными, потому что их количество оборотов за секунду приравнивается к 700.
Пульсары нельзя считать звездами, по крайней мере «живыми». Это скорее нейтронные звезды, формирующиеся после того, как у массивной звезды заканчивается топливо, и она разрушается. В результате создается сильный взрыв – сверхновая, а оставшийся плотный материал трансформируется в нейтронную звезду.
Число найденных пульсаров
Диаметр пульсаров во Вселенной достигает 20-24 км, а по массе вдвое больше солнечной. Чтобы вы понимали, кусочек такого объекта размером с сахарный куб будет весить 1 миллиард тонн. То есть, у вас в руке помещается нечто весом с Эверест! Правда есть еще более плотный объект – черная дыра. Наиболее массивная достигает 2.04 солнечной массы.
Пульсары обладают сильным магнитным полем, которое от 100 миллионов до 1 квадриллиона раз сильнее земного. Чтобы нейтронная звезда начала излучать свет подобный пульсару, она должна обладать правильным соотношением напряженности магнитного поля и частоты вращения. Случается так, что луч радиоволн может не пройти через поле зрения наземного телескопа и остаться невидимым.
Радиопульсары
Астрофизик Антон Бирюков о физике нейтронных звезд, замедлении вращения и открытии гравитационных волн:
Почему пульсары вращаются?
Медлительность для пульсара – одно вращение в секунду. Наиболее быстрые разгоняются до сотен оборотов в секунду и называются миллисекундными. Процесс вращения происходит, потому что звезды, из которых они образовались, также вращались. Но, чтобы добраться до такой скорости, нужен дополнительный источник.
Исследователи полагают, что миллисекундные пульсары сформировались при помощи воровства энергии у соседа. Можно заметить наличие чужого вещества, которое увеличивает скорость вращения. И это не очень хорошо для пострадавшего компаньона, который однажды может полностью поглотиться пульсаром. Такие системы называют черными вдовами (в честь опасного вида паука).
Художественная интерпретация связи между пульсаром и его спутником
Пульсары способны излучать свет в нескольких длинах волн (от радио до гамма-лучей). Но как они это делают? Ученые пока не могут найти точного ответа. Полагают, что за каждую длину волн отвечает отдельный механизм. Маякоподобные лучи состоят из радиоволн. Они отличаются яркостью и узостью и напоминают когерентный свет, где частицы формируют сфокусированный луч.
Чем быстрее вращение, тем слабее магнитное поле. Но скорости вращения достаточно, чтобы они излучали такие же яркие лучи, как и медленные.
Здесь отображены линии магнитного поля, вращающиеся вокруг пульсара. Фиолетовое свечение – гамма-лучи
Во время вращения, магнитное поле создает электрическое, которое способно привести заряженные частицы в подвижное состояние (электрический ток). Участок над поверхностью, где доминирует магнитное поле, называют магнитосферой. Здесь заряженные частицы ускоряются до невероятно высоких скоростей из-за сильного электрического поля. При каждом ускорении они излучают свет. Он отображается в оптическом и рентгеновском диапазоне.
А что с гамма-лучами? Исследования говорят о том, что их источник нужно искать в другом месте возле пульсара. И они будут напоминать веер.
Поиск пульсаров
Главным методом для поиска пульсаров в космосе остаются радиотелескопы. Они небольшие и слабые по сравнению с другими объектами, поэтому приходится сканировать все небо и постепенно в объектив попадают эти объекты. Большая часть была найдена при помощи Обсерватории Паркса в Австралии. Много новых данных можно будет получить с Антенной решетки в квадрантный километр (SKA), стартующий в 2018 году.
В 2008 году запустили телескоп GLAST, который нашел 2050 гамма-излучающих пульсаров, среди которых 93 были миллисекундными. Этот телескоп невероятно полезен, так как сканирует все небо, в то время как другие выделяют лишь небольшие участки вдоль плоскости Млечного Пути.
Небесная карта, отображающая гамма-пульсары, найденные телескопом GLAST
Поиск различных длин волн может сталкиваться с проблемами. Дело в том, что радиоволны невероятно мощные, но могут просто не попадать в объектив телескопа. А вот гамма-излучения распространяются по больше части неба, но уступают по яркости.
Сейчас ученые знают о существовании 2300 пульсаров, найденных по радиоволнам и 160 через гамма-лучи. Есть также 240 миллисекундных пульсаров, из которых 60 производят гамма-излучение.
Использование пульсаров
Пульсары – не просто удивительные космические объекты, но и полезные инструменты. Испускаемый свет может многое поведать о внутренних процессах. То есть, исследователи способны разобраться в физике нейтронных звезд. В этих объектах настолько высокое давление, что поведение материи отличается от привычного. Странное наполнение нейтронных звезд называют «ядерной пастой».
Пульсары приносят много пользы благодаря точности импульсов. Ученые знают конкретные объекты и воспринимают их как космические часы. Именно так начали появляться догадки о наличии других планет. Фактически, первая найденная экзопланета вращалась вокруг пульсара.
Не забывайте, что пульсары во время «мигания» продолжают двигаться, а значит, можно с их помощью измерять космические дистанции. Они также участвовали в проверке теории относительности Эйнштейна, вроде моментов с силой тяжести. Но регулярность пульсации может нарушаться гравитационными волнами. Это заметили в феврале 2016 года.
Снимок пульсара PSR B0531+21, сделанный рентгеновской обсерваторией Чандра. В центре вы видите белый пульсар и струи выбрасывающегося материала
Кладбища пульсаров
Постепенно все пульсары замедляются. Излучение питается от магнитного поля, создаваемого вращением. В итоге, он также теряет свою мощность и прекращает посылать лучи. Ученые вывели специальную черту, где еще можно обнаружить гамма-лучи перед радиоволнами. Как только пульсар опускается ниже, его списывают в кладбище пульсаров.
Если пульсар сформировался из остатков сверхновой, то обладает огромным энергетическим запасом и быстрой скоростью вращения. Среди примеров можно вспомнить молодой объект PSR B0531+21. В такой фазе он может пробыть несколько сотен тысяч лет, после чего начнет терять скорость. Пульсары среднего возраста составляют большую часть населения и производят только радиоволны.
Однако, пульсар может продлить себе жизнь, если рядом есть спутник. Тогда он будет вытягивать его материал и увеличивать скорость вращения. Такие изменения могут произойти в любое время, поэтому пульсар способен возрождаться. Подобный контакт называют маломассивной рентгеновской двойной системой. Наиболее старые пульсары – миллисекундные. Некоторые достигают возраста в миллиарды лет.
Нейтронные звезды
Нейтронные звезды – довольно загадочные объекты, превышающие солнечную массу в 1.4 раза. Они рождаются после взрыва более крупных звезд. Давайте узнаем эти формирования поближе.
Когда взрывается звезда, массивнее Солнца в 4-8 раз, остается ядро с большой плотностью, продолжающее разрушаться. Гравитация так сильно давит на материал, что заставляет протоны и электроны сливаться, чтобы предстать в виде нейтронов. Так и рождается нейтронная звезда высокой плотности.
Нейтронные звезды появляются после смерти гигантов в виде сверхновых
Эти массивные объекты способны достигать в диаметре всего 20 км. Чтобы вы осознали плотность, всего одна ложечка материала нейтронной звезды будет весить миллиард тонн. Гравитация на таком объекте в 2 миллиарда раз сильнее земной, а мощности хватает для гравитационного линзирования, позволяющего ученым рассмотреть заднюю часть звезды.
Внутреннее строение пульсара
Толчок от взрыва оставляет импульс, который заставляет нейтронную звезду вращаться, достигая нескольких оборотов в секунду. Хотя они могут разгоняться до 43000 раз в минуту.
Пограничные слои вблизи компактных объектов
Астрофизик Валерий Сулейманов о возникновении аккреционных дисков, звездном ветре и веществе вокруг нейтронных звезд:
Недра нейтронных звезд
Астрофизик Сергей Попов об экстремальных состояниях вещества, составе нейтронных звезд и способах изучения недр:
Когда нейтронная звезда выступает частью двойной системы, где взорвалась сверхновая, картина выглядит еще более впечатляющей. Если вторая звезда уступала по массивности Солнцу, то тянет массу компаньона в «лепесток Роша». Это шарообразное облако материла, совершающее обороты вокруг нейтронной звезды. Если же спутник был больше солнечной массы в 10 раз, то передача массы также настраивается, но не такая устойчивая. Материал течет вдоль магнитных полюсов, нагревается и создаются рентгеновские пульсации.
К 2010 году было найдено 1800 пульсаров при помощи радиообнаружения и 70 через гамма-лучи. У некоторых экземпляров даже замечали планеты.
Типы нейтронных звезд
У некоторых представителей нейтронных звезд струи материала текут практически со скоростью света. Когда они пролетают мимо нас, то вспыхивают как свет маяка. Из-за этого их прозвали пульсарами.
Когда рентгеновские пульсары отбирают материал у более массивных соседей, то он контактирует с магнитным полем и создает мощные лучи, наблюдаемые в радио, рентгеновском, гамма и оптическом спектре. Так как источник располагается в компаньоне, то их именуют пульсарами с аккрецией.
Строение магнитного поля нейтронной звезды
Вращающиеся пульсары в небе подчиняются вращению звезд, потому что высокоэнергетические электроны взаимодействуют с магнитным полем пульсара над полюсами. Так как вещество внутри магнитосферы пульсара ускоряется, это заставляет его вырабатывать гамма-лучи. Отдача энергии замедляет вращение.
Магнитные поля магнетар в 1000 раз сильнее, чем у нейтронных звезд. Из-за чего заставляют вращаться звезду намного дольше.
Эволюция нейтронных звезд
Астрофизик Сергей Попов о рождении, излучении и разнообразии нейтронных звезд:
Ударные волны вблизи компактных объектов
Астрофизик Валерий Сулейманов о нейтронных звездах, гравитации на космических кораблях и ньютоновском пределе:
Компактные звезды
Астрофизик Александр Потехин о белых карликах, парадоксе плотности и нейтронных звездах:
v-kosmose.com
НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА — это… Что такое НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА?
- НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА
звезда, в основном состоящая из нейтронов. Нейтрон — это нейтральная субатомная частица, одна из главных составляющих вещества. Гипотезу о существовании нейтронных звезд выдвинули астрономы В.Бааде и Ф.Цвикки сразу после открытия нейтрона в 1932. Но подтвердить эту гипотезу наблюдениями удалось лишь после открытия пульсаров в 1967.
См. также ПУЛЬСАР. Нейтронные звезды образуются в результате гравитационного коллапса нормальных звезд с массами в несколько раз больше солнечной. Плотность нейтронной звезды близка к плотности атомного ядра, т.е. в 100 млн. раз выше плотности обычного вещества. Поэтому при своей огромной массе нейтронная звезда имеет радиус всего ок. 10 км. Из-за малого радиуса нейтронной звезды сила тяжести на ее поверхности чрезвычайно велика: примерно в 100 млрд. раз выше, чем на Земле. От коллапса эту звезду удерживает «давление вырождения» плотного нейтронного вещества, не зависящее от его температуры. Однако если масса нейтронной звезды станет выше примерно 2 солнечных, то сила тяжести превысит это давление и звезда не сможет противостоять коллапсу.
См. также ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС. У нейтронных звезд очень сильное магнитное поле, достигающее на поверхности 10 12-10 13 Гс (для сравнения: у Земли ок. 1 Гс). С нейтронными звездами связывают небесные объекты двух разных типов.
Пульсары (радиопульсары). Эти объекты строго регулярно излучают импульсы радиоволн. Механизм излучения до конца не ясен, но считают, что вращающаяся нейтронная звезда излучает радиолуч в направлении, связанном с ее магнитным полем, ось симметрии которого не совпадает с осью вращения звезды. Поэтому вращение вызывает поворот радиолуча, периодически направляющегося на Землю.
Рентгеновские двойные. С нейтронными звездами, входящими в двойную систему с массивной нормальной звездой, связаны также пульсирующие рентгеновские источники. В таких системах газ с поверхности нормальной звезды падает на нейтронную звезду, разгоняясь до огромной скорости. При ударе о поверхность нейтронной звезды газ выделяет 10-30% своей энергии покоя, тогда как при ядерных реакциях этот показатель не достигает и 1%. Нагретая до высокой температуры поверхность нейтронной звезды становится источником рентгеновского излучения. Однако падение газа не происходит равномерно по всей поверхности: сильное магнитное поле нейтронной звезды захватывает падающий ионизованный газ и направляет его к магнитным полюсам, куда он и падает, как в воронку. Поэтому сильно нагреваются только районы полюсов, которые на вращающейся звезде становятся источниками рентгеновских импульсов. Радиоимпульсы от такой звезды уже не поступают, поскольку радиоволны поглощаются в окружающем ее газе.
Состав. Плотность нейтронной звезды растет с глубиной. Под слоем атмосферы толщиной всего несколько сантиметров находится жидкая металлическая оболочка толщиной несколько метров, а ниже — твердая кора километровой толщины. Вещество коры напоминает обычный металл, но гораздо плотнее. В наружной части коры это в основном железо; с глубиной в его составе увеличивается доля нейтронов. Там, где плотность достигает ок. 4*10 11 г/см3, доля нейтронов увеличивается настолько, что некоторые из них уже не входят в состав ядер, а образуют сплошную среду. Там вещество похоже на «море» из нейтронов и электронов, в которое вкраплены ядра атомов. А при плотности ок. 2*10 14 г/см3 (плотность атомного ядра) вообще исчезают отдельные ядра и остается сплошная нейтронная «жидкость» с примесью протонов и электронов. Вероятно, нейтроны и протоны ведут себя при этом как сверхтекучая жидкость, подобная жидкому гелию и сверхпроводящим металлам в земных лабораториях.
НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА (внутренняя структура)
При еще более высоких плотностях в нейтронной звезде образуются наиболее необычные формы вещества. Может быть, нейтроны и протоны распадаются на еще более мелкие частицы — кварки; возможно также, что рождается много пи-мезонов, которые образуют так называемый пионный конденсат.
См. также
ЧАСТИЦЫ ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ;
СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ;
СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ.
ЛИТЕРАТУРА
Дайсон Ф., Тер Хаар Д. Нейтронные звезды и пульсары. М., 1973 Липунов В.М. Астрофизика нейтронных звезд. М., 1987
Энциклопедия Кольера. — Открытое общество. 2000.
- ТУМАННОСТИ
- НЕЙТРИННАЯ АСТРОНОМИЯ
Смотреть что такое «НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА» в других словарях:
НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА — НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА, очень маленькая звезда с большой плотностью, состоящая из НЕЙТРОНОВ. Является последней стадией эволюции многих звезд. Нейтронные звезды образуются, когда массивная звезда вспыхивает в качестве СВЕРХНОВОЙ звезды, взрывая свои… … Научно-технический энциклопедический словарь
НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА — звезда, вещество которой, согласно теоретическим представлениям, состоит в основном из нейтронов. Нейтронизация вещества связана с гравитационным коллапсом звезды после исчерпания в ней ядерного горючего. Средняя плотность нейтронных звезд 2.1017 … Большой Энциклопедический словарь
Нейтронная звезда — Строение нейтронной звезды. Нейтронная звезда астрономический объект, являющийся одним из конечных продук … Википедия
Нейтронная звезда — звезда, вещество которой согласно теоретическим представлениям состоит в основном из нейтронов. Средняя плотность такой звезды Нейтронная звезда2·1017 кг/м3, средний радиус 20 км. Обнаруживается по импульсному радиоизлучению см. Пульсары … Астрономический словарь
нейтронная звезда — звезда, вещество которой, согласно теоретическим представлениям, состоит в основном из нейтронов. Нейтронизация вещества связана с гравитационным коллапсом звезды после исчерпания в ней ядерного горючего. Средняя плотность нейтронной звезды… … Энциклопедический словарь
НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА — гидростатически равновесная звезда, в во к рой состоит в осн. из нейтронов. Образуется в результате превращения протонов в нейтроны при гравитац. коллапсе на конечных стадиях эволюции достаточно массивных звёзд (с массой, в неск. раз превышающей… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Нейтронная звезда — одна из стадий эволюции звезд, когда в результате гравитационного коллапса она сжимается до таких малых размеров (радиус шара 10 20 км), что электроны оказываются вдавленными в ядра атомов и нейтрализуют их заряд, все вещество звезды становится… … Начала современного естествознания
Калвера (нейтронная звезда) — Калвера Нейтронная звезда. Была обнаружена астрономами из Пенсильванского государественного университета США и канадского университета Макгилла в созвездии Малой медвидице. Звезда необычна по своим характеристикам и не похожа ни на одну… … Википедия
Звезда-бегун — (англ. runaway star) звезда, которая движется с аномально высокой скоростью по отношению к окружающей межзвездной среде[1]. Собственное движение подобной звезды часто указывается именно относительно звездной ассоциации, членом которой… … Википедия
Звезда Вольфа — Райе — Художественное изображение звезды Вольфа Райе Звёзды Вольфа Райе класс звёзд, для которых характерны очень высокая температура и светимость; звёзды Вольфа Райе отличаются от других горячих звёзд наличием в спектре широких полос излучения водорода … Википедия
dic.academic.ru
НЕЙТРОННЫЕ ЗВЕЗДЫ — это… Что такое НЕЙТРОННЫЕ ЗВЕЗДЫ?
НЕЙТРО́ННЫЕ ЗВЕЗДЫ, компактные астрофизические объекты с массами около 1,4 массы Солнца и радиусами около 10 км, образующиеся из массивных звезд после вспышки сверхновой (см. СВЕРХНОВЫЕ ЗВЕЗДЫ). Нейтронные звезды состоят в основном из нейтронов (см. НЕЙТРОН). Нейтронные звезды являются одними из самых интересных астрофизических объектов с физической точки зрения. Для них характерны такие явления и свойства как: сверхтекучесть (см. СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ), сверхпроводимость (см. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ), сверхсильные магнитные поля, излучение нейтрино (см. НЕЙТРИНО), эффекты специальной и общей теории относительности (см. ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ТЕОРИЯ). В недрах нейтронных звезд могут существовать экзотические формы материи (конденсаты различных элементарных частиц, кварковое вещество (см. КВАРКИ)).Теоретические предпосылки
Сразу после открытия нейтрона советский физик Л. Д. Ландау (см. ЛАНДАУ Лев Давидович)показал, что возможны макрообъекты, состоящие в основном из нейтронов — нейтронные звезды. Такие объекты устойчивы благодаря давлению вырожденного газа (см. ВЫРОЖДЕННЫЙ ГАЗ). Но это не газ электронов, как в случае белых карликов (см. БЕЛЫЕ КАРЛИКИ), а газ нейтронов. Т. к. нейтроны почти в 2000 раз тяжелее электронов, то длина их волны де Бройля (см. ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ)намного меньше, и для достижения вырождения необходимы бо́льшие плотности. Поэтому примерно при той же массе (порядка солнечной) нейтронные звезды в тысячу раз меньше белых карликов и имеют размеры около 10 км. Эти параметры соответствуют плотности около 1014 г/см3, что порядка плотности атомного ядра.
В 1934 американские астрономы Вальтер Бааде (см. БААДЕ Вальтер)и Фриц Цвикки (см. ЦВИККИ Фриц)предсказали, что нейтронные звезды могут рождаться во вспышках сверхновых. Однако в целом предсказания были малообещающими с астрономической точки зрения: светимость (см. СВЕТИМОСТЬ (в астрономии)), связанная с тепловым излучением нейтронной звезды, ничтожно мала, и в середине 20 века не было никакой надежды обнаружить нейтронные звезды.
Открытие
Нейтронные звезды были неожиданно открыты как радиопульсары (см. ПУЛЬСАРЫ)в 1967 в Англии. Радиопульсары — источники периодических всплесков радиоизлучения. В ходе исследований мерцаний космических радиоисточников Джоселин Белл, работавшая под руководством Энтони Хьюиша (см. ХЬЮИШ Энтони), обнаружила строго периодический радиосигнал. После того, как была отброшена гипотеза об искусственном происхождении сигнала (его связывали с внеземной цивилизацией) наблюдения были рассекречены, и в течение очень короткого времени радиопульсары были отождествлены с нейтронными звездами. За это открытие и вклад в радиоастрономию в целом Э. Хьюиш получил Нобелевскую премию по физике.
Излучение радиопульсаров связано с мощным магнитным полем нейтронных звезд (около 1012 гаусс) и быстрым вращением (периоды радиопульсаров лежат в дипазоне от 0,0015 сек до примерно 5 сек). Вращающийся магнит излучает, если магнитная ось и ось вращения не совпадают. Чем больше магнитное поле и скорость вращения, тем больше мощность излучения.
Дальнейшие исследования. Параметры
Однако, оказалось, что еще за 5 лет до открытия радиопульсаров нейтронные звезды уже наблюдались, но не в радио, а в рентгеновском диапазоне. В 1962 с помощью детектора, установленного на ракете (рентгеновские лучи поглощаются атмосферой) был открыт источник в созвездии Скорпиона (см. СКОРПИОН (созвездие)). В 1970-е гг. было открыто множество подобных источников. Исследования показали, что рентгеновское излучение приходит от нейтронной звезды, входящей в тесную двойную систему. Когда двойные звезды (см. ДВОЙНЫЕ ЗВЕЗДЫ)достаточно близки друг к другу, возможен перенос вещества с одной звезды на другую. Этот процесс называется аккрецией (см. АККРЕЦИЯ). Если аккреция идет на нейтронную звезду, то выделяется большое количество энергии. Это связано с компактностью нейтронных звезд, благодаря чему падающее вещество приобретает гигантскую скорость (близкую к скорости света). Кинетическая энергия падающего вещества после столкновения с поверхностью (или в диске вокруг звезды) переходит в тепло. И оно излучается в рентгеновском диапазоне, т.к. температура достигает нескольких миллионов градусов.
Если на нейтронную звезду выпадет слишком много вещества, то она может превратиться в черную дыру (см. ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ), т. к. ничто (в том числе и давление вырожденного нейтронного газа (см. ВЫРОЖДЕННЫЙ ГАЗ)) не сможет противостоять гравитации.
Нейтронные звезды образуются из массивных звезд с массами от 8—10 до 30—40 солнечных масс. Из более массивных звезд образуются черные дыры. Образование нейтронной звезды сопровождается вспышкой сверхновой — колоссальным взрывом ядра массивной проэволюционировавшей звезды. После взрыва кроме нейтронной звезды остается разлетающееся вещество — остаток сверхновой. Один из самых известных — Крабовидная туманность (см. КРАБОВИДНАЯ ТУМАННОСТЬ) в созвездии Тельца. Остатки сверхновых излучают в основном в радио, оптическом и рентгеновском диапазонах спектра. Излучение связано с движением электронов и имеет нетепловую природу.
Молодая нейтронная звезда может наблюдаться как радиопульсар, а также как слабый источник в оптическом и рентгеновском диапазонах. Это возможно, т. к. молодая нейтронная звезда очень горяча, ее температура порядка сотен тысяч градусов.
Нейтронные звезды в Галактике. Направление исследований
Расчеты показывают, что в нашей Галактике должно быть несколько сотен миллионов нейтронных звезд. Большинство из них старые одиночные объекты. Они не излучают радиоволны (стадия пульсара для одиночной звезды длится 107—108лет). Единственная возможность увидеть их — это заметить излучение межзвездного вещества, падающего на их поверхность. Такие нейтронные звезды в состоянии аккреции (см. АККРЕЦИЯ) должны быть очень слабыми источниками рентгеновского излучения, зарегистрировать которое непросто. Кроме того, исследования показывают, что лишь несколько процентов старых нейтронных звезд находятся на стадии аккреции. Поэтому большинство объектов этого типа недоступно для наших наблюдений.
В последнее время большое развитие получили исследования слияния двойных нейтронных звезд. Если в состав тесной двойной системы входит два компактных объекта (нейтронные звезды или черные дыры), то они будут довольно быстро сближаться за счет излучения гравитационных волн, предсказанных общей теорией относительности. В случае достаточно тесной системы слияние произойдет за время, меньшее возраста Вселенной. В 1970-е гг. была открыта первая такая система, состоящая из двух нейтронных звезд, одна из которых — радиопульсар. Они должны сблизиться и слиться через несколько сотен миллионов лет. За это открытие Р. Халс (см. ХАЛС Рассел)и Дж. Тейлор (см. ТЕЙЛОР Джозеф) в 1993 получили Нобелевскую премию по физике.
При таком слиянии выделяется колоссальное количество энергии (больше чем при взрыве сверхновой (см. СВЕРХНОВЫЕ ЗВЕЗДЫ)). Слияния связывают с космическими источниками гамма-всплесков. Кроме этого заканчивается строительство нескольких крупных детекторов гравитационных волн, которые позволят зафиксировать гравитационно-волновой всплеск при слиянии двойных компактных объектов. Это позволит получить много новых данных по физике нейтронных звезд.
dic.academic.ru
Нейтронная звезда
Нейтронные звезды
Содержание статьи:
Нейтронная звезда – малая звезда с большой плотностью, которая состоит из нейтронов. Это последняя стадия эволюции многих звезд. Нейтронная звезда образуется, когда массивная звезда вспыхивает в качестве Сверхновой звезды, взрывая свои внешние оболочки и сжимая ядро так, что содержащиеся в нем протоны и электроны превращаются в нейтроны. Эти звезды наблюдают как пульсары.
Плотность нейтронных звезд близка к плотности атомного ядра, т. е. в 100 млн. раз больше плотности обычного вещества. Масса этих звезд может быть сравнимой с массой Солнца, но, диаметр в среднем равен только лишь 10-20 км, а средняя плотность равняется 1015 г/см3. Максимальная масса нейтронных звезд составляет примерно три солнечных массы. При большей массе звезда превращается в Черную дыру. Обнаруживаются по импульсному радиоизлучению.
Образование нейтронной звезды
Звезда, масса которой в полтора, три раза больше, чем у Солнца не сможет в конце жизни остановить свое сжатие на стадии белого карлика. В результате гравитационного коллапса звезда сжимается до до такой плотности, при которой произойдет “нейтрализация” вещества: взаимодействие электронов с протонами приводит к тому, что почти вся звездная масса будет заключена в нейтронах. Образуются нейтронные звезды.
Самые большие и массивные звезды сгорают быстро и взрываются сверхновыми. После взрыва сверхновой остается нейтронная звезда или черная дыра, а вокруг них — материя, выброшенная колоссальной энергией взрыва, которая в последствии становится материалом для новых звезд.
Первые предположения
Концепция нейтронных звезд не является новой: впервые предположение о возможном их существования сделано талантливыми астрономами Фрицем Цвикки и Вальтером Баарде из Калифорнии в 1934 году (несколько ранее в 1932 году возможность существования нейтронных звезд была предсказана знаменитым советским ученым Л.Д. Ландау.) В конце 1930-х годов она стала предметом исследований других американских ученых Оппенгеймера и Волкова. Интерес физиков к этой проблеме был вызван стремлением определить конечную стадию эволюции массивной сжимающейся звезды. Так как роль и значение сверхновых вскрылись приблизительно в то же время, было предположено, что нейтронные звезды могут оказаться остатком взрыва сверхновых.
С нейтронной звездой связывают небесные объекты двух разных типов:
Пульсар (радиопульсар)
Этот объект строго регулярно излучает импульсы радиоволн. Механизмы излучений до конца не ясены, но считается, что вращающаяся нейтронная звезда излучает радиолуч в направлении, связанном с ее магнитным полем, ось симметрии которого не совпадает с осью вращения звезды. Потому вращение вызывает поворот радиолуча, периодически направляющегося на Землю.
Отличие пульсаров от нейтронных звезд
По сути пульсары – это быстро вращающиеся нейтронные звезды. Нейтронная звезда – это сильноуплотненное ядро мертвой звезды, которое осталось после взрыва сверхновой. У этой нейтронной звезды очень мощное магнитное поле. Пульсар, который излучает мощные гамма-лучи, известен как пульсар гамма-лучей.
Рентгеновские двойные
С нейтронными звездами, которые входят в двойную систему с массивной нормальной звездой, связаны также пульсирующие рентгеновские источники. В таких системах газ с поверхности нормальной звезды падает на нейтронную звезду, разгоняясь до огромных скоростей. Во время удара о поверхность нейтронной звезды газ выделяет 10-30 % своей энергии покоя, тогда как при ядерных реакциях этот показатель не доходит и до 1%. Нагретая до высоких температур поверхность нейтронной звезды становится источником рентгеновского излучения. Но падение газа не происходит равномерно по всей поверхности: сильное магнитное поле нейтронной звезды захватывает падающий ионизованный газ и направляет его к магнитным полюсам, куда он и падает, как в воронку. Потому сильно нагреваются лишь районы полюсов, которые на вращающейся звезде становятся источниками рентгеновских импульсов. Радиоимпульсы от такой звезды уже не поступают, потому как радиоволны поглощаются в окружающем ее газе.
Состав
Плотность нейтронной звезды возрастает с глубиной. Под слоем атмосферы толщиной лишь в несколько сантиметров находится жидкая металлическая оболочка толщиной в несколько метров, а ниже – твердая кора километровой толщины. Вещество коры напоминает обыкновенный металл, но значительно плотнее. В наружной части коры это в основном железо; с глубиной в его составе растет доля нейтронов. Там, где плотность достигает ок. 4*10 11 г/см3, доля нейтронов увеличивается до такой степени, что некоторые из них уже не входят в состав ядер, а образуют сплошную среду. Там вещество похоже на “море” из нейтронов и электронов, в которое вкраплены ядра атомов. А при плотности ок. 2*10 14 г/см3 (плотность атомного ядра) вообще исчезают отдельные ядра и остается сплошная нейтронная “жидкость” с примесью протонов и электронов. Может быть, нейтроны и протоны ведут себя при этом как сверхтекучая жидкость, подобная жидкому гелию и сверхпроводящим металлам в земных лабораториях.
При еще более высоких плотностях в нейтронных звездах образуются наиболее необычные формы вещества. Возможно, нейтроны и протоны распадаются на еще более мелкие частицы – кварки; вероятно также, что рождается много пи-мезонов, образующих так называемый пионный конденсат.
ред. shtorm777.ru
ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ
shtorm777.ru
Нейтронные звезды — это… Что такое Нейтронные звезды?
- Нейтронные звезды
-
Строение нейтронной звезды.
Нейтро́нная звезда́ — астрономическое тело, один из конечных продуктов эволюции звёзд, состоит из нейтронной сердцевины и тонкой коры вырожденного вещества с преобладанием ядер железа и никеля.
Нейтронные звёзды имеют очень малый размер — 20—30 км в диаметре, поэтому средняя плотность вещества такой звезды в несколько раз превышает плотность атомного ядра (которая для тяжёлых ядер составляет в среднем 2,8×1017 кг/м³). Массы большинства известных нейтронных звёзд близки к 1,4 массы Солнца, что равно значению предела Чандрасекара. Теоретически же допустимы нейтронные звёзды с массами от 0,1 до примерно 2,5 солнечных масс, однако эти значения в настоящее время известны весьма неточно. Самая массивная нейтронная звезда из открытых Vela X-1 имеет массу не менее 1,88±0,13 солнечных масс (на уровне 1σ, что соответствует уровню значимости α≈34%).[1] Силы тяготения в нейтронных звёздах уравновешиваются давлением вырожденного нейтронного газа, максимальное значение массы нейтронной звезды задаётся пределом Оппенгеймера — Волкова, численное значение которого зависит от (пока ещё плохо известного) уравнения состояния вещества в ядре звезды.
Магнитное поле на поверхности нейтронных звёзд достигает значения 1012—1013Гс (для сравнения — у Земли около 1 Гс), именно процессы в магнитосферах нейтронных звёзд ответственны за радиоизлучение пульсаров. Начиная с 1990-х годов, некоторые нейтронные звёзды отождествлены как магнитары (реже пишут также магнетары) — звёзды, обладающие магнитными полями порядка 1014Гс и выше. Такие поля (превышающие «критическое» значение 4,414×1013 Гс, при котором энергия взаимодействия электрона с магнитным полем превышает его энергию покоя mec2) привносят качественно новую физику, так как становятся существенны специфические релятивистские эффекты, поляризация физического вакуума и т.д.
Нейтронные звёзды — одни из немногих астрономических объектов, которые были теоретически предсказаны до открытия наблюдателями. Ещё в 1933 году В. Бааде и Ф. Цвикки высказали предположение, что в результате взрыва сверхновой образуется нейтронная звезда. Но первое общепризнанное наблюдение нейтронной звезды состоялось только в 1968, с открытием пульсаров.
Литература
Примечания
Wikimedia Foundation. 2010.
- Нейтронная бомба
- Нейтронные звёзды
Смотреть что такое «Нейтронные звезды» в других словарях:
НЕЙТРОННЫЕ ЗВЕЗДЫ — НЕЙТРОННЫЕ ЗВЕЗДЫ, компактные астрофизические объекты с массами около 1,4 массы Солнца и радиусами около 10 км, образующиеся из массивных звезд после вспышки сверхновой (см. СВЕРХНОВЫЕ ЗВЕЗДЫ). Нейтронные звезды состоят в основном из нейтронов… … Энциклопедический словарь
НЕЙТРОННЫЕ ЗВЕЗДЫ — самые плотные, согласно теории внутр. строения звёзд (с плотностью в ва порядка плотности ат. ядер), гидростатически равновесные звёзды, состоящие из нейтронов с малой примесью эл нов, сверхтяжёлых ат. ядер и протонов. Возникновение Н. з. связано … Физическая энциклопедия
Великолепная семерка(нейтронные звезды) — «Великолепная семёрка» группа из семи близких одиночных нейтронных звёзд[1]. Первый источник этого типа был открыт в 1996 году Фредом Волтером и др.[2] Данное название было впервые использовано в работе Treves et al.[3] для источников RX J185635 … Википедия
Великолепная семерка (нейтронные звезды) — «Великолепная семёрка» группа из семи близких одиночных нейтронных звёзд[1]. Первый источник этого типа был открыт в 1996 году Фредом Волтером и др.[2] Данное название было впервые использовано в работе Treves et al.[3] для источников RX J185635 … Википедия
Нейтронные звёзды — Нейтронные звезды НЕЙТРОННЫЕ ЗВЁЗДЫ, компактные звезды с массами порядка солнечной, радиусами 10 км, состоящие в основном из нейтронов; конечный этап эволюции звезд промежуточных масс ( 10 масс Солнца). Существование нейтронных звезд было… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Нейтронные звёзды — Строение нейтронной звезды. Нейтронная звезда астрономическое тело, один из конечных продуктов эволюции звёзд, состоит из нейтронной сердцевины и тонкой коры вырожденного вещества с преобладанием ядер железа и никеля. Нейтронные звёзды имеют… … Википедия
ЗВЕЗДЫ — горячие светящиеся небесные тела, подобные Солнцу. Звезды различаются по размеру, температуре и яркости. По многих параметрам Солнце типичная звезда, хотя кажется гораздо ярче и больше всех остальных звезд, поскольку расположено намного ближе к… … Энциклопедия Кольера
НЕЙТРОННЫЕ ЗВЁЗДЫ — НЕЙТРОННЫЕ ЗВЁЗДЫ, компактные звезды с массами порядка солнечной, радиусами 10 км, состоящие в основном из нейтронов; конечный этап эволюции звезд промежуточных масс ( 10 масс Солнца). Существование нейтронных звезд было предсказано в 30 х гг. 20 … Современная энциклопедия
Звезды — Другие значения слова «звезда» см. в статье Звезда (значения). Плеяды, звёздное скопление Звезда небесное тело, в котором происходят, происходили или будут происходить ядерные реакции. Но чаще всего звездой называют небесное тело, в которой идут… … Википедия
Нейтронные звёзды — одна из возможных конечных стадий эволюции звёзд большой массы; вещество нейтронной звезды состоит из Нейтронов с малой примесью электронов, протонов и более тяжёлых ядер. На возможность существования Н. з. впервые указал Л. Д. Ландау… … Большая советская энциклопедия
Книги
- Суперобъекты. Звезды размером с город, Попов Сергей. Книга посвящена нейтронным звездам — единственным астрономическим объектам, исследования которых отмечены уже двумя Нобелевскими премиями по физике, и еще две —на подходе. Это говорит о том,… Подробнее Купить за 439 руб
- Суперобъекты Звезды размером с город, Попов С.. Книга посвящена нейтронным звездам — единственным астрономическим объектам, исследования которых отмечены уже двумя Нобелевскими премиями по физике, и еще две —на подходе. Это говорит о том,… Подробнее Купить за 427 руб
- Суперобъекты. Звезды размером с город, Сергей Попов. Книга посвящена нейтронным звездам — единственным астрономическим объектам, исследования которых отмечены уже двумя Нобелевскими премиями по физике, и еще две — наподходе. Это говорит о том,… Подробнее Купить за 404 грн (только Украина)
dic.academic.ru
Что такое нейтронная звезда
Конечным продуктом эволюции звезд называют нейтронные звезды. Размерами и массой они просто поражают воображение! Имея размер до 20 км в диаметре, но массой как Солнце. Плотность вещества у нейтронной звезды во много раз превышает плотность атомного ядра. Появляются нейтронные звезды во время вспышек сверхновых.
Большинство известных нейтронных звезд имеют вес приблизительно 1,44 массы Солнца и равно пределу массы по Чандрасекара. Но теоретически возможно они могут иметь и до 2,5 масс Солнца. Самые тяжелые из открытых на сегодняшний момент имеет вес 1,88 Солнечной массы, и называется она – Vele X-1, и вторая с массой 1,97 Солнечной — PSR J1614-2230. При дальнейшем увеличение плотности звезда превращается уже в кварковую.
Магнитное поле у нейтронных звезд очень сильное и достигает 10 в12 степени Гс, у Земли поле равно 1Гс. Некоторые нейтронные звезды с 1990 года отождествлены как магнетары – это звезды у которых магнитные поля уходят далеко за пределы 10 в 14 степени Гс. При таких критических магнитных полях меняется и физика, появляются релятивистские эффекты (отклонение света магнитным полем), и поляризация физического вакуума. Нейтронные звезды были предсказаны, а уже за тем открыты.
Первые предположения были сделаны Вальтером Бааде и Фрицем Цвикки в 1933 году, они сделали предположение, что нейтронные звезды рождаются в результате взрыва сверхновой. По расчетам излучение этих звезд очень маленькое, его просто невозможно обнаружить. Но в 1967 году аспирантка Хьюиша Джоселин Белл открыла первый пульсар, который испускал регулярные радиоимпульсы.
Такие импульсы получались в результате быстрого вращения объекта, но обычные звезды от столь сильного вращения просто разлетелись бы, и поэтому решили, что это нейтронные звезды.
Пульсары в порядке убывания скорости вращения:
Эжектор это — радиопульсар. Малая скорость вращения и сильное магнитное поле. У такого пульсара магнитное поле и звезда вращается вместе с равной угловой скоростью. В определенный момент линейная скорость поля достигает скорости света и начинает превосходить ее. Дальше уже дипольное поле не может существовать, и линии напряженности поля рвутся. Двигаясь по этим линиям заряженные частицы достигают обрыва и срываются, таким образом они покидают нейтронную звезду и могут улетать на любое расстояние вплоть до бесконечности. Поэтому эти пульсары называют эжекторы (отдавать, извергать)- радиопульсары.
Пропеллер, у него уже нет такой скорости вращения как у эжектора, чтобы разгонять частицы до послесветовой скорости, по-этому быть радиопульсаром он не может. Но скорость вращения у него еще очень высока, вещество, захваченное магнитным полем не может еще упасть на звезду, то есть аккреция не происходит. Такие звезды изучены очень плохо, потому как наблюдать их практически невозможно.
Аккретор это — рентгеновский пульсар. Звезда вращается уже не так быстро и вещество начинает падать на звезду, падая по линия магнитного поля. Падая в районе полюса на твердую поверхность вещество разогревается до десятков миллионов градусов, в результате получается рентгеновское излучение. Пульсации происходя в результате того, что звезда еще вращается, а так как область падения вещества всего около 100 метров, то пятно это периодически пропадает из вида.
Георотатор это — нейтронная звезда с очень малой скоростью вращения, вследствие чего происходит аккреция вещества. Размеры магнитосферы такие, что раскаленная плазма задерживается магнитным полем раньше чем ее захватит гравитация. По такому типу работает механизм и в магнитосфере Земли. По этому этот тип получил такое название.
kocmos.ru
Нейтронные звезды
Нейтронные звезды – это удивительные и непредсказуемые объекты, рождающиеся в результате взрыва сверхновых звезд. Об одной из самых интересных областей астрофизики рассказывает Виктория Каспи, профессор университета Макгилл (Канада)
Нейтронные звезды – это удивительные и непредсказуемые объекты, рождающиеся в результате взрыва сверхновых звезд. Происходит это один или два раза в сто лет. Число этих звезд ученым неизвестно. Некоторые из них порождают черные дыры.
Масса нейтронных звезд сравнима с массой Солнца, а радиус составляет всего около 10 километров. Их плотность настолько велика, что, если взять чайную ложку материи такой звезды, она будет весить миллиард тонн.
Об одной из самых интересных областей астрофизики рассказывает Виктория Каспи, профессор университета Макгилл (Канада).
ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ:
- Шапиро С.Л., Тьюколски С.А. Черные дыры, белые карлики и нейтронные звезды / Пер. с англ. под ред. Я.А. Смородинского. – М.: Мир, 1985. – Т. 1–2.
- В. М. Липунов. Астрофизика нейтронных звёзд. – Наука. – 1987.
- С.Б. Попов, М.Е. Прохоров. Астрофизика одиночных нейтронных звезд: радиотихие нейтронные звезды и магнитары. – ГАИШ МГУ, 2002.
- Haensel P., Potekhin A.Y., Yakovlev D.G. Neutron Stars. – N.Y.: Springer, 2007. – Т. 1.
- А.Ю. Потехин. Физика нейтронных звезд. // УФН. – 2010. – Т. 180.
- Бескин В.С., Истомин Я.Н., Филиппов А.А. Радиопульсары – поиски истины // Успехи физических наук. – 2013. – Т. 183. – № 10.
Текст лекции
Здравствуйте. Меня зовут Виктория Каспи, я астрофизик из Канады. Я изучаю нейтронные звезды. Это плотные звезды, масса которых примерно в два раза меньше массы Солнца, а их радиус составляет всего около 10 километров. Это очень необычные, массивные звезды, которые образуются в результате взрывов сверхновых звезд. Некоторые звезды порождают черные дыры. Звезды, которые порождают нейтронные звезды, чуть меньше.
Нейтронная звезда – близкая родственница черной дыры, которая не «схлопывается» до состояния черной дыры. Поэтому за нейтронными звездами, в отличие от черных дыр, можно наблюдать. Мы можем зафиксировать эмиссию, свет, идущий с поверхности нейтронных звезд. Это удивительные объекты. Они настолько плотные, что звезда радиусом всего 10 километров более чем в два раза тяжелее Солнца.
Существуют такие плотные звезды, что если взять чайную ложку материи такой звезды, она будет весить миллиард тонн. Нейтронные звезды состоят из материи, которой нет на Земле. Они необычны еще и потому, что очень быстро вращаются. Обычно они вращаются вокруг своей оси несколько раз в секунду, но известны звезды, которые делают это со скоростью в несколько сотен раз в секунду.
Нам это известно, поскольку такие звезды также излучают свет. Эти лучи исходят от оси электромагнитного поля, которая не совмещена с осью собственного вращения звезды. Ось электромагнитного поля наклонена, и мы видим лучи света каждый раз, когда звезда вращается с пульсацией. Нейтронные звезды, совершающие такие действия, называются пульсарами и они подобны космическим маякам.
Мы можем видеть их свет с очень большого расстояния, и благодаря световым импульсам можем измерить скорость вращения таких звезд с помощью телескопов, установленных на Земле. Обычно такие пульсары наблюдаются при помощи радиотелескопов, представляющих собой огромные тарелки, чувствительные к радиосоставляющей спектра.
Длина световой волны – от 10 до 20 сантиметров. Известно, что в нашей галактике существует много радиопульсаров, примерно 23 или 24 сотни. Мы наблюдали их на Млечном Пути и в нескольких смежных галактиках, хотя там их обнаружить гораздо сложнее. Одной из разновидностей пульсаров являются так называемые магнетары, исследованию которых я уделю много времени. Это нейтронные звезды, которые невероятно сильно намагничены. У обычных пульсаров есть магнитное поле, поэтому мы можем их видеть.
У магнетаров же магнитные поля самые сильные среди всех известных нам объектов во Вселенной. Они в триллионы раз сильнее полей на Солнце или на Земле. Если вы поместите магнетар на расстояние, на котором Луна находится от Земли, а сами будете на Земле, ваша кредитная карточка размагнитится. Такое сильное у него магнитное поле. Магнетары представляют особый интерес, поскольку мы полагаем, что их магнитные поля столь сильны, что могут привести к нестабильности звезды. Иногда, возможно, они становятся причиной того, что звезда трескается. Мы видим это как колоссальные взрывы, рентгеновские и гамма-лучи.
Мы знаем, что в небе есть около 20 таких объектов – магнетаров. На самом деле их 22. Их изучают при помощи рентгеновских и гамма-лучевых телескопов. Они значительно отличаются от радиотелескопов. Радиотелескопы устанавливаются на земле, поскольку радиоволны могут проникать свозь нашу атмосферу, в то время как рентгеновские телескопы представляют собой спутники, движущиеся по орбите, потому что рентгеновские лучи, к счастью для человечества, не могут проникать сквозь нашу атмосферу. Это касается и гамма-лучей, которые не могут проникать сквозь атмосферу. Поэтому для обнаружения таких объектов нужны движущиеся по орбите рентгеновские и гамма-лучевые телескопы. Моя исследовательская группа, с которой я работаю в университете Макгилл в Монреале, использует множество различных рентгеновских телескопов – XMN-Newton, Chandra X-ray observatory, NASA Swift или New Star – для изучения магнетаров и колоссальных взрывов, которые в них происходят.
Одним из интересных свойств магнетаров является то, что некоторые из происходящих в них взрывов столь мощны, что они могут нейтрализовать детекторы на всех таких спутниках. Мы называем такие явления гигантскими вспышками. Они происходят очень редко, за прошедшее время мы наблюдали все три таких явления: в 1979, 1996 и 2004 гг. Эти события столь масштабны…
Крошечная нейтронная звезда диаметром от 10 до 20 километров может за одну минуту произвести больше энергии, чем Солнце за четверть миллиона лет. Каким-то образом, используя сильнейшие магнитные поля, эти объекты способны производить колоссальное количество энергии. Гигантская вспышка оказывает существенное воздействие на нашу атмосферу, в частности, на ионосферу. Мы были свидетелями того, что во время гигантских вспышек ионосфера Земли претерпевала существенные изменения. Это интересный феномен. Магнетары, несмотря на то, что они находятся очень и очень далеко, способны на такое. Одна из недавних интересных разработок в этой области – солнечный рентгеновский спутник Swift, о котором я упоминала ранее, и спутник Fermi, оснащенный мониторами всплесков гамма-излучения. На этих спутниках есть приборы, позволяющие исследовать огромные космические пространства, в отличие от других спутников, зона наблюдения которых крайне мала. Мониторы с обозримостью всего неба могут вести наблюдение за большим участком неба, и они могут обнаруживать различные магнетары. С момента запуска таких спутников число известных нам магнетаров резко возросло.
20-30 лет назад мы знали, что существует всего 3 или 4 магнетара. Сегодня нам известно примерно о двух дюжинах магнетаров, обнаруженных спутниками, которые сканируют небо и замечают, когда эти магнетары взрываются. Большинство взрывов не похожи на гигантские вспышки, но мониторы с обозримостью всего неба способны замечать даже небольшие взрывы. Интересно то, что, как оказалось, некоторые из этих объектов находятся гораздо ближе к Земле, чем мы предполагали ранее. Некоторые из них почти в 10 раз. Интересный вопрос, хотя я предпочитаю не думать на эту тему. Что произойдет, если в одном из близко расположенных к Земле магнетаров, которые мы обнаружили совсем недавно, произойдет гигантская вспышка, наподобие тех, что происходят в другом конце галактики? Каким образом это отразится на атмосфере Земли?
Это одна из причин того, почему я с удовольствием занимаюсь изучением этих объектов. Мне нравится наблюдать за ними и их рентгеновской активностью. Возможно, я смогу предугадать, когда произойдет гигантская вспышка и пронаблюдать, как магнетары вернутся в обычное состояние. Интересно также понять, почему одни нейтронные звезды становятся магнетарами, а другие – нет. Вначале я говорила, что крупные звезды разрушаются, образуя нейтронные звезды, но мы до сих пор не знаем, почему некоторые нейтронные звезды превращаются в обычные радиопульсары, а некоторые становятся магнетарами. В то же время с некоторыми нейтронными звездами вообще ничего не происходит. У них нет пульсаций. Это еще одна интересная проблема в наших исследованиях. Моя группа и другие ученые пытаются ее решить. Еще один интересный момент в нашей области: мы начали обнаруживать нейтронные звезды, которые пульсируют, но очень редко. Они пульсируют один раз и надолго исчезают. Затем они снова пульсируют.
Мы называем такие звезды вращающимися радиотранзиентами, и пока они были замечены только при помощи радиоволн, но не рентгеновских лучей. Мы думаем, что они похожи на обычные радиопульсары, но пока не понимаем, почему они пульсируют спорадически. Это весьма интересные объекты. Они дают нам понять, что наши знания о нейтронных звездах в галактике, этих объектах, формирующихся после разрушения массивных звезд, могут быть довольно обрывочными. И мы хотели бы понять, каким образом звезды появились в нашей галактике, как они рождаются и умирают. Эти недавно обнаруженные объекты, которые время от времени взрываются, дают нам понять, что наших знаний о том, каким образом умирают крупные звезды и как часто они образуют нейтронные звезды в сравнении с черными дырами или другими объектами, недостаточно. Мы можем только примерно представить, сколько сверхновых взрывается за сто лет. Думаем, одна или две. Но мы не можем сказать, какого общее число нейтронных звезд.
Итак, нейтронные звезды – это удивительные и непредсказуемые объекты. Некоторые из них образуют замечательные радиопульсары – своеобразные космические маяки, другие взрываются рентгеновскими и гамма-лучами. Думаю, наиболее важным в астрофизике нейтронных звезд сегодня является осознание того, что нам нужны различные телескопы – наземные, радиотелескопы, в некоторых случаях оптические, космические телескопы, такие, как рентгеновские и гамма-лучевые, поскольку такие излучения на Земле заметить невозможно. Нам крайне необходимы спутники, движущиеся по орбите.
Мы можем заниматься своей наукой только при наличия множества разнообразных приборов. Всего доброго.
scientificrussia.ru