Ang mga neutron star ay ang huling produkto ng stellar evolution. Ang kanilang sukat at timbang ay kamangha-mangha! Ang pagkakaroon ng sukat na hanggang 20 km ang lapad, ngunit tumitimbang tulad ng . Ang density ng matter sa isang neutron star ay maraming beses na mas malaki kaysa sa density ng isang atomic nucleus. Lumilitaw ang mga neutron star sa panahon ng pagsabog ng supernova.

Karamihan sa mga kilalang neutron star ay may mass na humigit-kumulang 1.44 solar mass. at katumbas ng limitasyon ng masa ng Chandrasekhar. Ngunit sa teoryang posible na maaari silang magkaroon ng hanggang 2.5 masa. Ang pinakamabigat na natuklasan hanggang sa kasalukuyan ay may timbang na 1.88 solar mass, at ito ay tinatawag na - Vele X-1, at ang pangalawa na may mass na 1.97 solar - PSR J1614-2230. Sa karagdagang pagtaas ng density, ang bituin ay nagiging isang quark.

Ang magnetic field ng mga neutron na bituin ay napakalakas at umabot sa 10 hanggang ika-12 kapangyarihan ng G, ang field ng Earth ay 1 Gs. Mula noong 1990, ang ilang mga neutron star ay nakilala bilang magnetars - ito ay mga bituin kung saan ang mga magnetic field ay lumampas sa 10 hanggang sa ika-14 na kapangyarihan ng gauss. Sa ganitong kritikal na magnetic field, nagbabago rin ang physics, lumilitaw ang relativistic effect (paglihis ng liwanag ng magnetic field), at polarization ng pisikal na vacuum. Ang mga bituin ng neutron ay hinulaan at pagkatapos ay natuklasan.

Ang mga unang mungkahi ay ginawa nina Walter Baade at Fritz Zwicky noong 1933., ginawa nila ang pagpapalagay na ang mga neutron star ay ipinanganak bilang resulta ng pagsabog ng supernova. Ayon sa mga kalkulasyon, ang radiation ng mga bituin na ito ay napakaliit, imposible lamang itong makita. Ngunit noong 1967, natuklasan ng Hewish graduate student na si Jocelyn Bell, na naglalabas ng mga regular na pulso ng radyo.

Ang ganitong mga impulses ay nakuha bilang isang resulta ng mabilis na pag-ikot ng bagay, ngunit ang mga ordinaryong bituin mula sa gayong malakas na pag-ikot ay lilipad lamang, at samakatuwid ay nagpasya sila na sila ay mga neutron na bituin.

Pulsars sa pababang pagkakasunud-sunod ng bilis ng pag-ikot:

Ang ejector ay isang radio pulsar. Mababang bilis ng pag-ikot at malakas na magnetic field. Ang nasabing pulsar ay may magnetic field at ang bituin ay umiikot kasama ang pantay na angular na bilis. Sa isang tiyak na sandali, ang linear velocity ng field ay umabot sa bilis ng liwanag at nagsisimulang lumampas dito. Dagdag pa, hindi maaaring umiral ang dipole field, at ang mga linya ng lakas ng field ay napunit. Sa paglipat sa mga linyang ito, ang mga naka-charge na particle ay umaabot sa isang bangin at masira, kaya iniiwan nila ang neutron star at maaaring lumipad palayo sa anumang distansya hanggang sa infinity. Samakatuwid, ang mga pulsar na ito ay tinatawag na mga ejector (magbigay, sumabog) - mga radio pulsar.

Propeller, wala na itong ganoong bilis ng pag-ikot bilang isang ejector upang mapabilis ang mga particle sa bilis ng post-light, kaya hindi ito maaaring maging isang radio pulsar. Ngunit ang bilis ng pag-ikot nito ay napakataas pa rin, ang bagay na nakuha ng magnetic field ay hindi pa mahuhulog sa bituin, iyon ay, hindi nangyayari ang accretion. Ang ganitong mga bituin ay pinag-aralan nang hindi maganda, dahil halos imposible na obserbahan ang mga ito.

Ang isang accretor ay isang X-ray pulsar. Ang bituin ay hindi na umiikot nang napakabilis at ang bagay ay nagsimulang mahulog sa bituin, na bumabagsak sa linya ng magnetic field. Nahuhulog malapit sa poste sa isang solidong ibabaw, ang sangkap ay pinainit sa sampu-sampung milyong degree, na nagreresulta sa mga X-ray. Ang mga pulso ay nangyayari bilang isang resulta ng katotohanan na ang bituin ay umiikot pa rin, at dahil ang lugar ng bumabagsak na bagay ay halos 100 metro lamang, ang lugar na ito ay pana-panahong nawawala sa paningin.

Kadalasang tinutukoy bilang "patay" na mga neutron na bituin ay mga kamangha-manghang bagay. Ang kanilang pag-aaral sa mga nakalipas na dekada ay naging isa sa mga pinakakaakit-akit at mayaman sa mga pagtuklas sa astrophysics. Ang interes sa mga neutron na bituin ay dahil hindi lamang sa misteryo ng kanilang istraktura, kundi pati na rin sa kanilang napakalaking density, at ang pinakamalakas na magnetic at gravitational field. Ang bagay ay nasa isang espesyal na estado na kahawig ng isang malaking atomic nucleus, at ang mga kundisyong ito ay hindi maaaring kopyahin sa mga laboratoryo sa terrestrial.

Kapanganakan sa dulo ng panulat

Ang pagkatuklas noong 1932 ng isang bagong elementarya na butil, ang neutron, ay nagpaisip sa mga astrophysicist tungkol sa kung ano ang maaaring gampanan nito sa ebolusyon ng mga bituin. Pagkalipas ng dalawang taon, iminungkahi na ang mga pagsabog ng supernova ay nauugnay sa pagbabago ng mga ordinaryong bituin sa mga neutron na bituin. Pagkatapos ay kinakalkula ang istraktura at mga parameter ng huli, at naging malinaw na kung ang maliliit na bituin (tulad ng ating Araw) ay nagiging mga puting dwarf sa pagtatapos ng kanilang ebolusyon, kung gayon ang mas mabibigat na bituin ay magiging mga neutron. Noong Agosto 1967, ang mga astronomo ng radyo, habang pinag-aaralan ang mga scintillation ng cosmic radio sources, ay nakatuklas ng mga kakaibang signal - napakaikli, humigit-kumulang 50 millisecond ang haba, ang mga radio emission pulse ay naitala, na umuulit pagkatapos ng isang mahigpit na tinukoy na agwat ng oras (sa pagkakasunud-sunod ng isang segundo). Ito ay ganap na naiiba mula sa karaniwang magulong larawan ng random na iregular na pagbabagu-bago sa paglabas ng radyo. Pagkatapos ng masusing pagsusuri sa lahat ng kagamitan, dumating ang kumpiyansa na ang mga impulses ay mula sa extraterrestrial na pinagmulan. Mahirap sorpresahin ang mga astronomo sa mga bagay na nagniningning na may variable na intensity, ngunit sa kasong ito ang panahon ay napakaikli, at ang mga signal ay napaka-regular, na ang mga siyentipiko ay seryosong nagmungkahi na ang mga ito ay mga mensahe mula sa mga extraterrestrial na sibilisasyon.

Samakatuwid, ang unang pulsar ay pinangalanang LGM-1 (mula sa English Little Green Men "Little Green Men"), bagaman ang mga pagtatangka na makahanap ng anumang kahulugan sa natanggap na mga pulso ay natapos sa walang kabuluhan. Di-nagtagal, natuklasan ang 3 pang tumitibok na mapagkukunan ng radyo. Ang kanilang panahon muli ay naging mas mababa kaysa sa katangian ng oscillation at mga oras ng pag-ikot ng lahat ng kilalang astronomical na bagay. Dahil sa mapusok na kalikasan ng radiation, ang mga bagong bagay ay nagsimulang tawaging pulsar. Ang pagtuklas na ito ay literal na pumukaw sa astronomiya, at ang mga ulat ng pagtuklas ng mga pulsar ay nagsimulang dumating mula sa maraming obserbatoryo sa radyo. Matapos ang pagtuklas ng isang pulsar sa Crab Nebula, na lumitaw dahil sa isang pagsabog ng supernova noong 1054 (ang bituin na ito ay nakikita sa araw, tulad ng binanggit ng mga Intsik, Arabo at North American sa kanilang mga talaan), naging malinaw na ang mga pulsar ay kahit papaano. konektado sa mga pagsabog ng supernova. .

Malamang, ang mga signal ay nagmula sa bagay na naiwan pagkatapos ng pagsabog. Matagal bago napagtanto ng mga astrophysicist na ang mga pulsar ay ang mabilis na umiikot na mga neutron na bituin na hinahanap nila.

crab nebula
Ang pagsiklab ng supernova na ito (larawan sa itaas), na kumikinang sa kalangitan ng lupa na mas maliwanag kaysa sa Venus at nakikita kahit sa araw, ay naganap noong 1054 ayon sa mga orasan sa lupa. Ang halos 1,000 taon ay isang napakaikling panahon ayon sa mga pamantayan ng kosmiko, at gayunpaman, sa panahong ito, ang pinakamagandang Crab Nebula ay nagawang mabuo mula sa mga labi ng sumabog na bituin. Ang larawang ito ay pinagsama-sama ng dalawang larawan, ang isa ay mula sa Hubble Space Telescope (shades of red) at ang isa ay mula sa Chandra X-ray telescope (asul). Malinaw na nakikita na ang mga high-energy na electron na naglalabas sa hanay ng X-ray ay mabilis na nawawalan ng enerhiya, kaya't ang mga asul na kulay ay nananaig lamang sa gitnang bahagi ng nebula.
Ang pagsasama-sama ng dalawang larawan ay nakakatulong upang mas tumpak na maunawaan ang mekanismo ng pagpapatakbo ng kamangha-manghang space generator na ito, na nagpapalabas ng mga electromagnetic oscillations ng pinakamalawak na hanay ng frequency mula sa gamma quanta hanggang sa mga radio wave. Bagama't ang karamihan sa mga neutron star ay na-detect ng radio emission, naglalabas pa rin sila ng pangunahing dami ng enerhiya sa gamma at x-ray range. Ang mga neutron star ay ipinanganak na napakainit, ngunit mabilis silang lumamig, at nasa isang libong taong gulang na ay may temperatura sa ibabaw na humigit-kumulang 1,000,000 K. Samakatuwid, ang mga batang neutron star lamang ang kumikinang sa saklaw ng X-ray dahil sa purong thermal radiation.

Pulsar physics
Ang pulsar ay isang malaking magnetized na tuktok na umiikot sa paligid ng isang axis na hindi nag-tutugma sa axis ng magnet. Kung walang nahulog dito at hindi ito naglalabas ng anuman, ang radio emission nito ay magkakaroon ng rotation frequency at hindi natin ito maririnig sa Earth. Ngunit ang katotohanan ay ang tuktok na ito ay may napakalaking masa at mataas na temperatura sa ibabaw, at ang umiikot na magnetic field ay lumilikha ng isang electric field ng napakalaking intensity, na may kakayahang pabilisin ang mga proton at electron sa halos magaan na bilis. Bukod dito, ang lahat ng mga sisingilin na particle na ito na nagmamadali sa paligid ng pulsar ay nakulong sa isang bitag mula sa napakalaking magnetic field nito. At sa loob lamang ng isang maliit na solidong anggulo malapit sa magnetic axis, maaari silang makalaya (ang mga neutron star ay may pinakamalakas na magnetic field sa Uniberso, na umaabot sa 10 10 10 14 gauss, bilang paghahambing: ang terrestrial field ay 1 gauss, ang solar 1050 gauss) . Ang mga daloy ng mga sisingilin na particle na ito ang pinagmumulan ng paglabas ng radyo, ayon sa kung saan natuklasan ang mga pulsar, na sa kalaunan ay naging mga neutron na bituin. Dahil ang magnetic axis ng isang neutron star ay hindi kinakailangang tumutugma sa axis ng pag-ikot nito, kapag ang bituin ay umiikot, isang stream ng radio waves ang kumakalat sa kalawakan tulad ng sinag ng isang kumikislap na beacon na pumuputol sa nakapalibot na kadiliman sa isang sandali lamang.

X-ray na mga larawan ng Crab Nebula pulsar sa aktibo (kaliwa) at normal (kanan) na mga estado

pinakamalapit na kapitbahay
Ang pulsar na ito ay 450 light-years lamang mula sa Earth at isang binary system ng isang neutron star at isang white dwarf na may orbital period na 5.5 araw. Ang mga malambot na X-ray na natanggap ng ROSAT satellite ay ibinubuga ng mga polar cap na PSR J0437-4715 na pinainit hanggang dalawang milyong degree. Sa proseso ng mabilis na pag-ikot nito (ang panahon ng pulsar na ito ay 5.75 milliseconds), lumiliko ito sa Earth na may isa o iba pang magnetic pole, bilang isang resulta, ang intensity ng gamma-ray flux ay nagbabago ng 33%. Ang maliwanag na bagay sa tabi ng maliit na pulsar ay isang malayong kalawakan, na sa ilang kadahilanan ay aktibong kumikinang sa bahagi ng X-ray ng spectrum.

Omnipotent gravity

Ayon sa modernong teorya ng ebolusyon, ang mga malalaking bituin ay nagtatapos sa kanilang buhay sa isang napakalaking pagsabog na nagiging karamihan sa kanila sa isang lumalawak na gas na nebula. Bilang isang resulta, mula sa higante, maraming beses na mas malaki kaysa sa ating Araw sa laki at masa, nananatili ang isang siksik na mainit na bagay na halos 20 km ang laki, na may manipis na kapaligiran (na gawa sa hydrogen at mas mabibigat na mga ion) at isang gravitational field na 100 bilyong beses mas malaki kaysa sa lupa. Tinawag nila itong isang neutron star, na naniniwala na ito ay pangunahing binubuo ng mga neutron. Ang sangkap ng isang neutron star ay ang pinakasiksik na anyo ng bagay (isang kutsarita ng naturang supernucleus ay tumitimbang ng halos isang bilyong tonelada). Ang napakaikling panahon ng mga signal na ibinubuga ng mga pulsar ay ang una at pinakamahalagang argumento na pabor sa katotohanang ito ay mga neutron na bituin, na may malaking magnetic field at umiikot sa napakabilis na bilis. Tanging ang mga siksik at siksik na bagay (ilang sampu-sampung kilometro lamang ang laki) na may malakas na gravitational field ang makatiis ng ganoong bilis ng pag-ikot nang hindi nabibiyak dahil sa mga puwersang sentripugal ng pagkawalang-galaw.

Ang isang neutron star ay binubuo ng isang neutron liquid na may admixture ng mga proton at electron. Ang "nuclear liquid", na napaka-reminiscent ng isang substance mula sa atomic nuclei, ay 1014 beses na mas siksik kaysa sa ordinaryong tubig. Ang malaking pagkakaiba na ito ay lubos na nauunawaan, dahil ang mga atomo ay halos walang laman na espasyo, kung saan ang mga magaan na electron ay lumilipad sa paligid ng isang maliit na mabibigat na nucleus. Ang nucleus ay naglalaman ng halos lahat ng masa, dahil ang mga proton at neutron ay 2,000 beses na mas mabigat kaysa sa mga electron. Ang matinding pwersa na nagaganap sa panahon ng pagbuo ng isang neutron star ay pumipilit sa mga atomo upang ang mga electron na pinindot sa nuclei ay magsama sa mga proton upang bumuo ng mga neutron. Kaya, ipinanganak ang isang bituin, halos ganap na binubuo ng mga neutron. Ang superdense nuclear liquid, kung dadalhin sa Earth, ay sasabog na parang nuclear bomb, ngunit sa isang neutron star ito ay stable dahil sa napakalaking gravitational pressure. Gayunpaman, sa mga panlabas na layer ng isang neutron star (bilang, sa katunayan, ng lahat ng mga bituin), ang presyon at temperatura ay bumaba, na bumubuo ng isang solidong crust na halos isang kilometro ang kapal. Ito ay pinaniniwalaan na pangunahing binubuo ng iron nuclei.

Flash
Ang napakalaking X-ray flash noong Marso 5, 1979, lumalabas, ay naganap nang malayo sa ating Galaxy, sa Large Magellanic Cloud satellite ng ating Milky Way, na matatagpuan sa layo na 180 libong light years mula sa Earth. Ang pinagsamang pagproseso ng gamma-ray burst noong Marso 5, na naitala ng pitong spacecraft, ay naging posible upang tumpak na matukoy ang posisyon ng bagay na ito, at ngayon ay halos walang duda na ito ay matatagpuan sa Magellanic Cloud.

Ang kaganapang nangyari sa malayong bituin na ito 180 libong taon na ang nakalilipas ay mahirap isipin, ngunit pagkatapos ay sumiklab ito tulad ng kasing dami ng 10 supernovae, higit sa 10 beses ang ningning ng lahat ng mga bituin sa ating Galaxy. Ang maliwanag na tuldok sa itaas na bahagi ng pigura ay ang mahaba at kilalang SGR pulsar, at ang hindi regular na tabas ay ang pinaka-malamang na posisyon ng bagay na sumabog noong Marso 5, 1979.

Pinagmulan ng neutron star
Ang pagsabog ng supernova ay simpleng pagbabago ng ilan sa gravitational energy sa thermal energy. Kapag ang lumang bituin ay naubusan ng gasolina at ang thermonuclear reaction ay hindi na makapagpainit sa loob nito sa kinakailangang temperatura, isang uri ng pagbagsak ang nangyayari - ang gas cloud ay bumagsak sa sentro ng grabidad nito. Ang enerhiya na inilabas sa parehong oras ay nakakalat sa mga panlabas na layer ng bituin sa lahat ng direksyon, na bumubuo ng isang lumalawak na nebula. Kung ang bituin ay maliit, tulad ng ating Araw, pagkatapos ay isang flash ang nangyayari at isang puting dwarf ay nabuo. Kung ang masa ng bituin ay higit sa 10 beses kaysa sa Araw, kung gayon ang gayong pagbagsak ay humahantong sa isang pagsabog ng supernova at isang ordinaryong neutron star ay nabuo. Kung ang isang supernova ay sumiklab sa halip na isang napakalaking bituin, na may mass na 2040 Solar, at isang neutron star na may mass na higit sa tatlong Suns ay nabuo, kung gayon ang proseso ng gravitational compression ay nagiging hindi maibabalik at isang itim na butas ay nabuo.

Panloob na istraktura
Ang matigas na crust ng mga panlabas na layer ng isang neutron star ay binubuo ng mabibigat na atomic nuclei na nakaayos sa isang cubic lattice, na may mga electron na malayang lumilipad sa pagitan nila, katulad ng mga metal ng Earth, mas siksik lang.

Bukas na tanong

Bagaman ang mga neutron star ay masinsinang pinag-aralan sa loob ng halos tatlong dekada, ang kanilang panloob na istraktura ay hindi tiyak na kilala. Bukod dito, walang matibay na katiyakan na sila ay talagang binubuo pangunahin ng mga neutron. Habang lumalalim tayo sa bituin, tumataas ang presyon at densidad, at ang materya ay maaaring ma-compress nang husto na nahati ito sa mga quark, ang mga bloke ng gusali ng mga proton at neutron. Ayon sa modernong quantum chromodynamics, ang mga quark ay hindi maaaring umiral sa isang malayang estado, ngunit pinagsama sa hindi mapaghihiwalay na "triple" at "twos". Ngunit, marahil, sa hangganan ng panloob na core ng isang neutron star, nagbabago ang sitwasyon at lumabas ang mga quark sa kanilang pagkakakulong. Upang mas maunawaan ang likas na katangian ng isang neutron star at exotic quark matter, kailangan ng mga astronomo na matukoy ang kaugnayan sa pagitan ng masa ng isang bituin at ang radius nito (average na density). Sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga neutron star na may mga kasama, maaaring tumpak na masukat ng isa ang kanilang masa, ngunit ang pagtukoy sa diameter ay mas mahirap. Kamakailan lamang, ang mga siyentipiko na gumagamit ng mga kakayahan ng XMM-Newton X-ray satellite ay nakahanap ng paraan upang matantya ang density ng mga neutron star batay sa gravitational redshift. Ang hindi pangkaraniwan ng mga neutron na bituin ay nakasalalay din sa katotohanan na sa isang pagbawas sa masa ng isang bituin, ang radius nito ay tumataas bilang isang resulta, ang pinakamalalaking neutron na bituin ay may pinakamaliit na sukat.

Black Widow
Ang pagsabog ng isang supernova ay madalas na nagpapaalam sa isang bagong panganak na pulsar ng malaking bilis. Ang ganitong lumilipad na bituin na may sarili nitong disenteng magnetic field ay malakas na nakakagambala sa ionized gas na pumupuno sa interstellar space. Ang isang uri ng shock wave ay nabuo, na tumatakbo sa unahan ng bituin at lumilihis sa isang malawak na kono pagkatapos nito. Ang pinagsamang optical (asul-berde na bahagi) at X-ray (kulay ng pula) na imahe ay nagpapakita na dito tayo ay nakikitungo hindi lamang sa isang makinang na ulap ng gas, ngunit sa isang malaking pagkilos ng bagay ng elementarya na mga particle na ibinubuga ng millisecond pulsar na ito. Ang linear na bilis ng Black Widow ay 1 milyong km/h, umiikot ito sa axis nito sa 1.6 ms, ito ay halos isang bilyong taon na, at mayroon itong kasamang bituin na umiikot sa paligid ng Balo na may tagal na 9.2 oras. Nakuha ng pulsar B1957 + 20 ang pangalan nito para sa simpleng dahilan na ang pinakamalakas na radiation nito ay sinusunog lamang ang kapitbahay nito, na nagiging sanhi ng gas na bumubuo nito na "kukuluan" at sumingaw. Ang pulang cigar-shaped cocoon sa likod ng pulsar ay ang bahagi ng espasyo kung saan ang mga electron at proton na ibinubuga ng neutron star ay naglalabas ng malambot na gamma ray.

Ang resulta ng computer simulation ay ginagawang posible na maisalarawan, sa isang seksyon, ang mga prosesong nagaganap malapit sa isang mabilis na lumilipad na pulsar. Rays diverging mula sa isang maliwanag na punto ito ay isang kondisyon na imahe ng daloy ng nagniningning na enerhiya, pati na rin ang daloy ng mga particle at antiparticle, na nagmumula sa isang neutron star. Ang pulang balangkas sa hangganan ng itim na espasyo sa paligid ng neutron star at ang pulang kumikinang na plasma puffs ay ang lugar kung saan ang stream ng relativistic particle na lumilipad halos sa bilis ng liwanag ay nakakatugon sa interstellar gas na pinalapot ng shock wave. Kapag bumababa nang husto, ang mga particle ay naglalabas ng X-ray at, na nawalan ng kanilang pangunahing enerhiya, hindi masyadong nagpapainit ng gas ng insidente.

Pangingisay ng mga higante

Ang mga Pulsar ay itinuturing na isa sa mga unang yugto ng buhay ng isang neutron star. Salamat sa kanilang pag-aaral, natutunan ng mga siyentipiko ang tungkol sa mga magnetic field, at tungkol sa bilis ng pag-ikot, at tungkol sa hinaharap na kapalaran ng mga neutron na bituin. Sa pamamagitan ng patuloy na pagmamasid sa pag-uugali ng isang pulsar, matutukoy ng isa kung gaano karaming enerhiya ang nawawala, kung gaano ito bumagal, at kahit na hindi na ito umiral, na bumagal nang sapat upang hindi makapaglabas ng malalakas na radio wave. Kinumpirma ng mga pag-aaral na ito ang maraming teoretikal na hula tungkol sa mga neutron na bituin.

Noong 1968, natuklasan ang mga pulsar na may panahon ng pag-ikot na 0.033 segundo hanggang 2 segundo. Ang dalas ng mga pulso ng pulsar ng radyo ay pinananatili nang may kamangha-manghang katumpakan, at sa una ang katatagan ng mga signal na ito ay mas mataas kaysa sa atomic na orasan ng mundo. Gayunpaman, sa pag-unlad sa larangan ng pagsukat ng oras para sa maraming mga pulsar, posible na magrehistro ng mga regular na pagbabago sa kanilang mga panahon. Siyempre, napakaliit ng mga pagbabagong ito, at sa paglipas lamang ng milyun-milyong taon maaari nating asahan na doble ang panahon. Ang ratio ng kasalukuyang rate ng pag-ikot sa deceleration ng pag-ikot ay isang paraan upang tantiyahin ang edad ng isang pulsar. Sa kabila ng kahanga-hangang katatagan ng signal ng radyo, ang ilang mga pulsar minsan ay nakakaranas ng tinatawag na "mga kaguluhan". Para sa isang napakaikling agwat ng oras (mas mababa sa 2 minuto), ang bilis ng pag-ikot ng pulsar ay tumataas ng isang makabuluhang halaga, at pagkatapos ng ilang oras ay bumalik sa halaga na bago ang "paglabag". Ito ay pinaniniwalaan na ang "mga paglabag" ay maaaring sanhi ng muling pagsasaayos ng masa sa loob ng neutron star. Ngunit sa anumang kaso, ang eksaktong mekanismo ay hindi pa rin alam.

Kaya, ang Vela pulsar ay sumasailalim sa malalaking "paglabag" halos isang beses bawat 3 taon, at ginagawa itong isang napaka-kagiliw-giliw na bagay para sa pag-aaral ng gayong mga phenomena.

magnetars

Ang ilang mga neutron star, na tinatawag na SGR repetitive burster, ay naglalabas ng malalakas na pagsabog ng "malambot" na gamma ray sa hindi regular na pagitan. Ang dami ng enerhiya na ibinubuga ng SGR sa panahon ng isang tipikal na flash, na tumatagal ng ilang ikasampu ng isang segundo, ang Araw ay maaari lamang mag-radiate sa loob ng isang buong taon. Apat na kilalang SGR ang nasa loob ng ating Galaxy at isa lamang ang nasa labas nito. Ang hindi kapani-paniwalang mga pagsabog ng enerhiya na ito ay maaaring sanhi ng mga starquakes, malalakas na bersyon ng mga lindol, kapag ang solidong ibabaw ng mga neutron na bituin ay napunit at ang malalakas na daloy ng mga proton ay sumabog mula sa kanilang mga interior, na, na nabalaho sa isang magnetic field, naglalabas ng gamma at X- sinag. Natukoy ang mga neutron star bilang mga pinagmumulan ng malalakas na pagsabog ng gamma-ray pagkatapos ng malaking gamma-ray na pagsabog noong Marso 5, 1979, nang kasing dami ng enerhiya ang itinapon sa unang segundo gaya ng ibinubuga ng araw sa loob ng 1,000 taon. Ang mga kamakailang obserbasyon ng isa sa mga pinaka "aktibong" neutron star ngayon ay tila sumusuporta sa teorya na ang malalakas na pagsabog ng gamma at X-ray ay sanhi ng mga starquakes.

Noong 1998, ang kilalang SGR ay biglang nagising mula sa "slumber" nito, na hindi nagpakita ng mga palatandaan ng aktibidad sa loob ng 20 taon at nag-splash ng halos kasing dami ng enerhiya ng gamma-ray flash noong Marso 5, 1979. Ang pinakanagulat sa mga mananaliksik kapag pinagmamasdan ang kaganapang ito ay isang matalim na pagbagal sa bilis ng pag-ikot ng bituin, na nagpapahiwatig ng pagkasira nito. Upang ipaliwanag ang malalakas na gamma at x-ray flare, iminungkahi ang isang modelo ng magnetar, isang neutron star na may napakalakas na magnetic field. Kung ang isang neutron star ay ipinanganak na umiikot nang napakabilis, kung gayon ang pinagsamang epekto ng pag-ikot at convection, na gumaganap ng mahalagang papel sa unang ilang segundo ng pagkakaroon ng isang neutron star, ay maaaring lumikha ng isang malaking magnetic field sa pamamagitan ng isang kumplikadong proseso na kilala bilang isang "aktibong dynamo" (sa parehong paraan na nilikha ang isang field sa loob ng Earth at ng Araw). Ang mga teorista ay namangha nang matuklasan na ang gayong dinamo, na tumatakbo sa isang mainit, bagong panganak na neutron star, ay maaaring lumikha ng magnetic field na 10,000 beses na mas malakas kaysa sa normal na larangan ng mga pulsar. Kapag lumamig ang bituin (pagkatapos ng 10 o 20 segundo), huminto ang pagkilos ng kombeksyon at dynamo, ngunit ang oras na ito ay sapat na para lumitaw ang kinakailangang field.

Ang magnetic field ng umiikot na electrically conducting ball ay maaaring hindi matatag, at ang isang matalim na restructuring ng istraktura nito ay maaaring sinamahan ng pagpapalabas ng napakalaking halaga ng enerhiya (isang malinaw na halimbawa ng naturang kawalang-tatag ay ang pana-panahong pagbabalik-tanaw ng mga magnetic pole ng Earth). Ang mga katulad na bagay ay nangyayari sa Araw, sa mga paputok na kaganapan na tinatawag na "solar flares." Sa isang magnetar, ang magagamit na magnetic energy ay napakalaki, at ang enerhiya na ito ay sapat na para sa kapangyarihan ng mga higanteng flare noong Marso 5, 1979 at Agosto 27, 1998. Ang ganitong mga kaganapan ay hindi maaaring hindi maging sanhi ng isang malalim na pagkasira at mga pagbabago sa istraktura ng hindi lamang mga electric current sa dami ng isang neutron star, kundi pati na rin ang solid crust nito. Ang isa pang mahiwagang uri ng bagay na naglalabas ng malalakas na X-ray sa pana-panahong pagsabog ay ang tinatawag na anomalyang X-ray pulsars na AXP. Naiiba sila sa mga ordinaryong X-ray pulsar na naglalabas lamang sila sa saklaw ng X-ray. Naniniwala ang mga siyentipiko na ang SGR at AXP ay mga yugto ng buhay ng parehong klase ng mga bagay, katulad ng mga magnetar, o mga neutron na bituin, na naglalabas ng malambot na gamma ray, na kumukuha ng enerhiya mula sa magnetic field. At bagaman ang mga magnetar ngayon ay nananatiling utak ng mga teorista at walang sapat na data na nagpapatunay sa kanilang pag-iral, ang mga astronomo ay matigas ang ulo na naghahanap ng kinakailangang ebidensya.

Mga kandidato para sa Magnetars
Napag-aralan na ng mga astronomo ang ating sariling kalawakan, ang Milky Way, nang lubusan na walang gastos sa kanila upang gumuhit ng side view dito, na minarkahan ang posisyon ng pinakakapansin-pansin sa mga neutron na bituin dito.

Naniniwala ang mga siyentipiko na ang AXP at SGR ay dalawang yugto lamang sa buhay ng parehong higanteng magnet na isang neutron star. Sa unang 10,000 taon, ang magnetar ay isang SGR pulsar, na nakikita sa ordinaryong liwanag at nagbibigay ng paulit-ulit na pagkislap ng malambot na X-ray, at sa susunod na milyun-milyong taon, na bilang isang maanomalyang AXP pulsar, ito ay nawawala mula sa nakikitang hanay at puffs. sa X-ray lang.

Ang pinakamalakas na magnet
Ang isang pagsusuri ng data na nakuha ng RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer, NASA) satellite sa panahon ng mga obserbasyon ng hindi pangkaraniwang pulsar SGR 1806-20 ay nagpakita na ang pinagmulang ito ay ang pinakamalakas na magnet na kilala hanggang ngayon sa Uniberso. Ang magnitude ng patlang nito ay tinutukoy hindi lamang sa batayan ng hindi direktang data (sa pagbagal ng isang pulsar), ngunit halos direkta din sa batayan ng pagsukat ng dalas ng pag-ikot ng mga proton sa magnetic field ng isang neutron star. Ang magnetic field na malapit sa ibabaw ng magnetar na ito ay umaabot sa 10 15 gauss. Kung ito ay, halimbawa, sa orbit ng Buwan, ang lahat ng magnetic information carrier sa ating Earth ay made-demagnetize. Totoo, dahil ang masa nito ay humigit-kumulang katumbas ng sa Araw, hindi na ito mahalaga, dahil kahit na ang Earth ay hindi nahulog sa neutron star na ito, ito ay umikot sa paligid nito na parang baliw, na gagawa ng isang kumpletong rebolusyon sa loob lamang ng isang oras.

Aktibong dinamo
Alam nating lahat na ang enerhiya ay gustong magbago mula sa isang anyo patungo sa isa pa. Ang kuryente ay madaling ma-convert sa init, at kinetic energy sa potensyal na enerhiya. Malaking convective flow ng electrically conductive magma, plasma o nuclear matter, lumalabas, ay maaari ring i-convert ang kanilang kinetic energy sa isang bagay na hindi karaniwan, tulad ng magnetic field. Ang paggalaw ng malalaking masa sa isang umiikot na bituin sa pagkakaroon ng isang maliit na paunang magnetic field ay maaaring humantong sa mga electric current na lumikha ng isang field sa parehong direksyon tulad ng orihinal. Bilang resulta, magsisimula ang isang mala-avalanche na paglaki ng sariling magnetic field ng umiikot na conductive object. Kung mas malaki ang field, mas malaki ang mga alon, mas malaki ang mga agos, mas malaki ang field at lahat ng ito ay dahil sa mga banal na convective na daloy dahil sa ang katunayan na ang mainit na bagay ay mas magaan kaysa sa malamig, at samakatuwid ay lumulutang.

Hindi mapakali na Kapitbahayan

Ang sikat na obserbatoryo sa kalawakan ng Chandra ay nakatuklas ng daan-daang mga bagay (kabilang ang iba pang mga kalawakan), na nagpapahiwatig na hindi lahat ng mga neutron na bituin ay nakatakdang mabuhay nang mag-isa. Ang mga naturang bagay ay ipinanganak sa mga binary system na nakaligtas sa pagsabog ng supernova na lumikha ng neutron star. At kung minsan nangyayari na ang nag-iisang neutron star sa mga siksik na stellar na rehiyon gaya ng mga globular cluster ay nakakakuha ng kasama. Sa kasong ito, ang neutron star ay "magnanakaw" ng bagay mula sa kapitbahay nito. At depende sa kung gaano kalaki ang pananatili ng bituin sa kanyang kumpanya, ang "pagnanakaw" na ito ay magdudulot ng iba't ibang kahihinatnan. Ang gas na dumadaloy mula sa isang kasamang may mass na mas mababa kaysa sa ating Araw, sa isang "mumo" bilang isang neutron star, ay hindi agad na mahuhulog dahil sa sarili nitong masyadong malaking angular momentum, kaya lumilikha ito ng tinatawag na accretion disk sa paligid nito mula sa "stolen » matter. Ang friction habang umiikot sa paligid ng isang neutron star at compression sa isang gravitational field ay nagpapainit ng gas sa milyun-milyong degree, at nagsisimula itong maglabas ng X-ray. Ang isa pang kawili-wiling kababalaghan na nauugnay sa mga neutron na bituin na may kasamang mababang masa ay ang mga pagsabog ng X-ray (bursters). Karaniwang tumatagal ang mga ito mula sa ilang segundo hanggang ilang minuto at, sa kanilang pinakamataas, binibigyan ang bituin ng liwanag na halos 100,000 beses kaysa sa Araw.

Ang mga pagsabog na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na kapag ang hydrogen at helium ay inilipat sa isang neutron star mula sa isang kasama, bumubuo sila ng isang siksik na layer. Unti-unti, ang layer na ito ay nagiging sobrang siksik at mainit na ang isang thermonuclear fusion reaksyon ay nagsisimula at isang malaking halaga ng enerhiya ay inilabas. Sa mga tuntunin ng kapangyarihan, ito ay katumbas ng pagsabog ng buong nuclear arsenal ng mga earthlings sa bawat square centimeter ng ibabaw ng isang neutron star sa loob ng isang minuto. Ang isang ganap na naiibang larawan ay sinusunod kung ang neutron star ay may napakalaking kasama. Ang isang higanteng bituin ay nawawalan ng bagay sa anyo ng isang stellar wind (isang stream ng ionized gas na nagmumula sa ibabaw nito), at ang napakalaking gravity ng isang neutron star ay nakakakuha ng ilan sa bagay na ito para sa sarili nito. Ngunit dito pumapasok ang magnetic field, na nagiging sanhi ng pagbagsak ng bagay sa mga linya ng puwersa patungo sa mga magnetic pole.

Nangangahulugan ito na ang mga X-ray ay pangunahing nabuo sa mga hot spot sa mga pole, at kung ang magnetic axis at ang axis ng pag-ikot ng bituin ay hindi nag-tutugma, kung gayon ang liwanag ng bituin ay nagiging variable na ito ay isang pulsar din, pero X-ray lang. Ang mga neutron star sa X-ray pulsar ay may maliliwanag na higanteng bituin bilang mga kasama. Sa mga burster, ang mga kasama ng neutron star ay mga low-mass star na mababa ang ningning. Ang edad ng mga matingkad na higante ay hindi lalampas sa ilang sampu-sampung milyong taon, habang ang edad ng malabong dwarf na mga bituin ay maaaring bilyun-bilyong taon, dahil ang una ay kumakain ng kanilang nuclear fuel nang mas mabilis kaysa sa huli. Sinusunod nito na ang mga burster ay mga lumang sistema kung saan ang magnetic field ay humina sa paglipas ng panahon, habang ang mga pulsar ay medyo bata, at samakatuwid ang mga magnetic field sa kanila ay mas malakas. Marahil ay pumutok ang mga burster sa nakaraan, at ang mga pulsar ay hindi pa sumiklab sa hinaharap.

Ang mga Pulsar na may pinakamaikling panahon (mas mababa sa 30 millisecond), ang tinatawag na millisecond pulsar, ay nauugnay din sa mga binary system. Sa kabila ng kanilang mabilis na pag-ikot, hindi sila ang pinakabata, tulad ng inaasahan ng isa, ngunit ang pinakamatanda.

Nagmula ang mga ito mula sa mga binary system, kung saan ang isang luma, dahan-dahang umiikot na neutron star ay nagsisimulang sumipsip ng materya mula sa matanda na nitong kasama (karaniwan ay isang pulang higante). Ang pagbagsak sa ibabaw ng isang neutron star, ang matter ay naglilipat ng rotational energy dito, na nagiging sanhi ng pag-ikot nito nang mas mabilis at mas mabilis. Nangyayari ito hanggang sa ang kasama ng neutron star, halos napalaya mula sa labis na masa, ay naging isang puting dwarf, at ang pulsar ay nabuhay at nagsimulang umikot sa bilis na daan-daang mga rebolusyon bawat segundo. Gayunpaman, natuklasan kamakailan ng mga astronomo ang isang hindi pangkaraniwang sistema kung saan ang kasama ng isang millisecond pulsar ay hindi isang white dwarf, ngunit isang higanteng bloated red star. Naniniwala ang mga siyentipiko na inoobserbahan nila ang binary system na ito sa yugto pa lamang ng "pagpalaya" ng pulang bituin mula sa labis na timbang at pagbabagong-anyo sa isang puting dwarf. Kung mali ang hypothesis na ito, maaaring ang kasamang bituin ay isang ordinaryong globular cluster star na hindi sinasadyang nakuha ng isang pulsar. Halos lahat ng mga neutron na bituin na kasalukuyang kilala ay natagpuan alinman sa mga binary ng X-ray o bilang mga solong pulsar.

At kamakailan lamang, napansin ni Hubble sa nakikitang liwanag ang isang neutron star, na hindi bahagi ng isang binary system at hindi tumitibok sa X-ray at radio range. Nagbibigay ito ng natatanging pagkakataon upang tumpak na matukoy ang laki nito at gumawa ng mga pagsasaayos sa pag-unawa sa komposisyon at istraktura ng kakaibang klase ng nasunog na, gravitationally compressed na mga bituin. Ang bituin na ito ay natuklasan sa unang pagkakataon bilang isang X-ray source at naglalabas sa hanay na ito, hindi dahil ito ay nangongolekta ng hydrogen gas habang ito ay gumagalaw sa kalawakan, ngunit dahil ito ay bata pa. Marahil ito ay ang labi ng isa sa mga bituin ng binary system. Bilang resulta ng pagsabog ng supernova, bumagsak ang binary system na ito at nagsimula ang mga dating kapitbahay ng isang malayang paglalakbay sa Uniberso.

Baby eater ng mga bituin
Habang ang mga bato ay nahuhulog sa lupa, ang isang malaking bituin, na naglalabas ng mass nito nang paunti-unti, ay unti-unting gumagalaw sa isang maliit at malayong kapitbahay, na may malaking gravitational field malapit sa ibabaw nito. Kung ang mga bituin ay hindi umiikot sa isang karaniwang sentro ng grabidad, ang gas stream ay maaaring dumaloy lamang, tulad ng isang stream ng tubig mula sa isang mug, papunta sa isang maliit na neutron star. Ngunit dahil ang mga bituin ay umiikot sa isang bilog na sayaw, ang bumabagsak na bagay, bago ito umabot sa ibabaw, ay dapat na mawala ang karamihan sa angular na momentum nito. At dito ang mutual friction ng mga particle na gumagalaw kasama ang iba't ibang mga trajectory, at ang pakikipag-ugnayan ng ionized plasma na bumubuo ng accretion disk na may magnetic field ng pulsar ay tumutulong sa proseso ng pagbagsak ng bagay na matagumpay na nagtatapos sa isang epekto sa ibabaw ng isang neutron star sa ang rehiyon ng mga magnetic pole nito.

Misteryo 4U2127 Nalutas
Ang bituin na ito ay niloloko ang mga astronomo sa loob ng higit sa 10 taon, na nagpapakita ng kakaibang mabagal na pagkakaiba-iba sa mga parameter nito at nag-iiba-iba sa bawat pagkakataon. Tanging ang pinakabagong pananaliksik mula sa Chandra space observatory ang naging posible upang malutas ang mahiwagang pag-uugali ng bagay na ito. Ito ay hindi isa, ngunit dalawang neutron na bituin. Bukod dito, pareho silang may kasamang isang bituin, katulad ng ating Araw, ang isa sa isang maliit na asul na kapitbahay. Sa spatially, ang mga pares na ito ng mga bituin ay pinaghihiwalay ng isang sapat na malaking distansya at nabubuhay ng isang malayang buhay. Ngunit sa stellar sphere, ang mga ito ay inaasahang halos sa isang punto, kung kaya't sila ay itinuturing na isang bagay sa loob ng mahabang panahon. Ang apat na bituin na ito ay matatagpuan sa globular cluster M15 sa layo na 34 thousand light years.

Bukas na tanong

Sa kabuuan, natuklasan ng mga astronomo ang tungkol sa 1,200 neutron star hanggang sa kasalukuyan. Sa mga ito, higit sa 1,000 ang mga radio pulsar, at ang iba ay simpleng X-ray source. Sa paglipas ng mga taon ng pananaliksik, ang mga siyentipiko ay dumating sa konklusyon na ang mga neutron star ay tunay na orihinal. Ang ilan ay napakaliwanag at kalmado, ang iba ay pana-panahong sumiklab at nagbabago sa mga starquakes, at ang iba ay umiiral sa mga binary system. Ang mga bituin na ito ay kabilang sa mga pinakamisteryoso at mailap na mga bagay na pang-astronomiya, na pinagsasama ang pinakamalakas na gravitational at magnetic field at matinding densidad at enerhiya. At ang bawat bagong pagtuklas mula sa kanilang magulong buhay ay nagbibigay sa mga siyentipiko ng natatanging impormasyon na kinakailangan para sa pag-unawa sa kalikasan ng Matter at sa ebolusyon ng Uniberso.

Pangkalahatang pamantayan
Napakahirap magpadala ng isang bagay sa labas ng solar system, samakatuwid, kasama ang Pioneer-10 at -11 spacecraft na pumunta doon 30 taon na ang nakalilipas, ang mga earthlings ay nagpadala din ng mga mensahe sa kanilang mga kapatid sa isip. Upang gumuhit ng isang bagay na mauunawaan sa Extraterrestrial Mind, ang gawain ay hindi madali, bukod dito, kinakailangan ding ipahiwatig ang return address at ang petsa ng pagpapadala ng liham... na nagpapahiwatig ng lugar at oras ng pagpapadala ng mensahe ay mapanlikha. Ang hindi tuloy-tuloy na mga sinag ng iba't ibang haba, na nagmumula sa isang punto na sumasagisag sa Araw, ay nagpapahiwatig ng direksyon at distansya sa pinakamalapit na pulsar sa Earth, at ang discontinuity ng linya ay walang iba kundi isang binary na pagtatalaga ng kanilang panahon ng rebolusyon. Ang pinakamahabang sinag ay tumuturo sa gitna ng ating kalawakan, ang Milky Way. Ang dalas ng signal ng radyo na ibinubuga ng hydrogen atom kapag binabago ang mutual na oryentasyon ng mga spin (direksyon ng pag-ikot) ng proton at electron ay kinuha bilang yunit ng oras sa mensahe.

Ang sikat na 21 cm o 1420 MHz ay ​​dapat na kilala sa lahat ng matatalinong nilalang sa uniberso. Ayon sa mga palatandaang ito, na tumuturo sa mga "radio beacon" ng Uniberso, posible na makahanap ng mga earthlings kahit na pagkatapos ng maraming milyong taon, at sa pamamagitan ng paghahambing ng naitala na dalas ng mga pulsar sa kasalukuyang isa, posible na matantya kung kailan pinagpala ng lalaki at babae na ito ang unang spacecraft na umalis sa solar system.

Nikolai Andreev

Sila ay hinulaang sa unang bahagi ng 30s. ika-20 siglo Sobyet physicist L. D. Landau, astronomers V. Baade at F. Zwicky. Noong 1967, natuklasan ang mga pulsar, na noong 1977 ay sa wakas ay nakilala sa mga neutron na bituin.

Ang mga neutron star ay nabuo bilang resulta ng pagsabog ng supernova sa huling yugto ng ebolusyon ng isang malaking mass star.

Kung ang mass ng supernova remnant (i.e., kung ano ang natitira pagkatapos maalis ang shell) ay mas malaki sa 1.4 M☉ ngunit mas mababa sa 2.5 M☉ , pagkatapos ay magpapatuloy ang compression nito pagkatapos ng pagsabog hanggang ang density ay umabot sa mga nuclear value. Ito ay hahantong sa katotohanan na ang mga electron ay "pipigain" sa nuclei, at isang sangkap na binubuo ng mga neutron lamang ang nabuo. Ang isang neutron star ay ipinanganak.

Ang radii ng mga neutron na bituin, tulad ng radii ng mga puting dwarf, ay bumababa sa pagtaas ng masa. Kaya, isang neutron star na may mass na 1.4 M☉ (ang pinakamababang masa ng isang neutron star) ay may radius na 100–200 km, at may masa na 2.5 M☉ (maximum na timbang) - 10-12 km lamang. materyal mula sa site

Ang isang seksyon ng eskematiko ng isang neutron star ay ipinapakita sa Figure 86. Ang mga panlabas na layer ng bituin (Figure 86, III) ay binubuo ng bakal, na bumubuo ng isang solidong crust. Sa lalim na humigit-kumulang 1 km, nagsisimula ang isang solidong crust ng bakal na may admixture ng mga neutron (Larawan 86), na pumasa sa isang likidong superfluid at superconducting core (Fig. 86, I). Sa mga masa na malapit sa limitasyon (2.5–2.7 M☉), lumilitaw ang mas mabibigat na elementarya na particle (hyperon) sa mga gitnang rehiyon ng isang neutron star.

Densidad ng isang neutron star

Ang density ng matter sa isang neutron star ay maihahambing sa density ng matter sa isang atomic nucleus: umabot ito sa 10 15 -10 18 kg/m 3 . Sa gayong mga densidad, imposible ang independiyenteng pag-iral ng mga electron at proton, at ang bagay ng bituin ay halos binubuo ng mga neutron lamang.

Mga larawan (mga larawan, mga guhit)

Sa pahinang ito, materyal sa mga paksa:

neutron star
Neutron star

neutron star - isang superdense na bituin na nabuo bilang resulta ng pagsabog ng supernova. Ang sangkap ng isang neutron star ay pangunahing binubuo ng mga neutron.
Ang isang neutron star ay may nuclear density (10 14 -10 15 g/cm 3) at isang tipikal na radius na 10-20 km. Ang karagdagang gravitational contraction ng isang neutron star ay pinipigilan ng presyon ng nuclear matter, na lumitaw dahil sa interaksyon ng mga neutron. Ang pressure na ito ng isang degenerate na mas siksik na neutron gas ay kayang panatilihin ang mga masa hanggang 3M mula sa gravitational collapse. Kaya, ang masa ng isang neutron star ay nag-iiba sa loob ng (1.4-3)M.

kanin. 1. Cross section ng isang neutron star na may mass na 1.5M at isang radius R = 16 km. Ang density ρ ay ibinibigay sa g/cm 3 sa iba't ibang bahagi ng bituin.

Ang mga neutrino na ginawa sa oras ng pagbagsak ng supernova, mabilis na pinalamig ang neutron star. Ang temperatura nito ay tinatayang bababa mula 10 11 hanggang 10 9 K sa mga 100 s. Dagdag pa, bumababa ang rate ng paglamig. Gayunpaman, ito ay mataas sa isang cosmic scale. Ang pagbaba ng temperatura mula 10 9 hanggang 10 8 K ay nangyayari sa 100 taon at hanggang 10 6 K sa isang milyong taon.
Mayroong ≈ 1200 kilalang mga bagay na nauuri bilang mga neutron na bituin. Mga 1000 sa kanila ay matatagpuan sa loob ng ating kalawakan. Ang istraktura ng isang neutron star na may mass na 1.5M at isang radius na 16 km ay ipinapakita sa Fig. 1: Ako ay isang manipis na panlabas na layer ng mga atomo na makapal ang laman. Ang Rehiyon II ay isang kristal na sala-sala ng atomic nuclei at mga degenerate na electron. Ang Rehiyon III ay isang solidong layer ng atomic nuclei na supersaturated na may mga neutron. IV - likidong core, na binubuo pangunahin ng mga degenerate neutrons. Ang Rehiyon V ay bumubuo sa hadronic core ng isang neutron star. Ito, bilang karagdagan sa mga nucleon, ay maaaring maglaman ng mga pions at hyperon. Sa bahaging ito ng isang neutron star, ang isang paglipat ng isang neutron na likido sa isang solidong mala-kristal na estado, ang hitsura ng isang pion condensate, at ang pagbuo ng quark-gluon at hyperon plasma ay posible. Ang mga indibidwal na detalye ng istraktura ng isang neutron star ay kasalukuyang tinutukoy.
Mahirap tuklasin ang mga neutron na bituin na may mga optical na pamamaraan dahil sa kanilang maliit na sukat at mababang ningning. Noong 1967, natuklasan nina E. Hewish at J. Bell (Cambridge University) ang mga cosmic na mapagkukunan ng pana-panahong paglabas ng radyo - pulsar. Ang mga panahon ng pag-uulit ng mga pulso ng radyo ng mga pulsar ay mahigpit na pare-pareho at para sa karamihan ng mga pulsar ay nasa hanay mula 10 -2 hanggang ilang segundo. Ang mga Pulsar ay umiikot na mga neutron na bituin. Ang mga compact na bagay lamang na may mga katangian ng mga neutron na bituin ang maaaring mapanatili ang kanilang hugis nang hindi gumuho sa ganoong bilis ng pag-ikot. Ang pag-iingat ng angular momentum at magnetic field sa panahon ng pagbagsak ng isang supernova at ang pagbuo ng isang neutron star ay humahantong sa pagsilang ng mabilis na umiikot na mga pulsar na may napakalakas na magnetic field na 10 10 –10 14 G. Ang magnetic field ay umiikot kasama ang neutron star, gayunpaman, ang axis ng field na ito ay hindi nag-tutugma sa axis ng pag-ikot ng bituin. Sa ganoong pag-ikot, ang paglabas ng radyo ng isang bituin ay dumadausdos sa buong Earth tulad ng isang beacon beam. Sa tuwing tatawid ang sinag sa Earth at tumama sa isang tagamasid sa Earth, nakakakita ang teleskopyo ng radyo ng maikling pulso ng paglabas ng radyo. Ang dalas ng pag-uulit nito ay tumutugma sa panahon ng pag-ikot ng neutron star. Ang radiation ng isang neutron star ay lumitaw dahil sa ang katunayan na ang mga sisingilin na particle (mga electron) mula sa ibabaw ng bituin ay gumagalaw palabas kasama ang mga linya ng magnetic field, na nagpapalabas ng mga electromagnetic wave. Ito ang mekanismo ng radio emission ng isang pulsar, unang iminungkahi ni

Kevin Gill/flickr.com

Pinino ng mga German astrophysicist ang maximum na posibleng masa ng isang neutron star, batay sa mga resulta ng mga sukat ng gravitational waves at electromagnetic radiation mula sa. Ito ay lumabas na ang masa ng isang hindi umiikot na neutron star ay hindi maaaring higit sa 2.16 solar masa, ayon sa isang artikulo na inilathala sa Mga Sulat sa Astrophysical Journal.

Ang mga neutron star ay mga superdense compact star na nabubuo sa panahon ng mga pagsabog ng supernova. Ang radius ng mga neutron na bituin ay hindi lalampas sa ilang sampu-sampung kilometro, at ang masa ay maihahambing sa masa ng Araw, na humahantong sa isang malaking density ng bagay ng bituin (mga 10 17 kilo bawat metro kubiko). Kasabay nito, ang masa ng isang neutron star ay hindi maaaring lumampas sa isang tiyak na limitasyon - ang mga bagay na may malalaking masa ay bumagsak sa mga itim na butas sa ilalim ng impluwensya ng kanilang sariling gravity.

Ayon sa iba't ibang mga pagtatantya, ang pinakamataas na limitasyon para sa masa ng isang neutron star ay nasa hanay mula dalawa hanggang tatlong solar na masa at nakasalalay sa equation ng estado ng bagay, pati na rin sa bilis ng pag-ikot ng bituin. Depende sa density at masa ng bituin, nakikilala ng mga siyentipiko ang ilang iba't ibang uri ng mga bituin, ang isang schematic diagram ay ipinapakita sa figure. Una, ang hindi umiikot na mga bituin ay hindi maaaring magkaroon ng mass na mas malaki kaysa sa M TOV (white area). Pangalawa, kapag ang isang bituin ay umiikot sa isang pare-parehong bilis, ang masa nito ay maaaring mas mababa sa M TOV (light green area) o higit pa (maliwanag na berde), ngunit hindi pa rin dapat lumampas sa isa pang limitasyon, M max . Sa wakas, ang isang neutron star na may variable na bilis ng pag-ikot ay maaaring theoretically magkaroon ng isang arbitrary na masa (mga pulang rehiyon ng iba't ibang ningning). Gayunpaman, dapat palaging tandaan na ang density ng umiikot na mga bituin ay hindi maaaring lumampas sa isang tiyak na halaga, kung hindi man ang bituin ay babagsak pa rin sa isang itim na butas (ang patayong linya sa diagram ay naghihiwalay sa mga matatag na solusyon mula sa mga hindi matatag).

Diagram ng iba't ibang uri ng neutron star batay sa kanilang masa at density. Ang krus ay nagmamarka ng mga parameter ng bagay na nabuo pagkatapos ng pagsasama ng mga bituin ng binary system, ang mga tuldok na linya ay nagpapahiwatig ng isa sa dalawang pagpipilian para sa ebolusyon ng bagay.

L. Rezzolla et al. / Ang Astrophysoccal Journal

Isang grupo ng mga astrophysicist na pinamumunuan ni Luciano Rezzolla ang nagtakda ng bago, mas tumpak na mga limitasyon sa maximum na posibleng masa ng isang hindi umiikot na neutron star, M TOV. Sa kanilang trabaho, ginamit ng mga siyentipiko ang data mula sa mga nakaraang pag-aaral sa mga prosesong naganap sa sistema ng dalawang nagsasamang neutron na bituin at humantong sa paglabas ng gravitational (kaganapang GW170817) at electromagnetic (GRB 170817A) na mga alon. Ang sabay-sabay na pagpaparehistro ng mga alon na ito ay naging isang napakahalagang kaganapan para sa agham, maaari mong basahin ang higit pa tungkol dito sa atin at sa materyal.

Mula sa mga naunang gawa ng mga astrophysicist, sinusunod nito na pagkatapos ng pagsasama ng mga neutron na bituin, nabuo ang isang hypermassive neutron star (iyon ay, ang mass nito M > M max), na higit na nabuo ayon sa isa sa dalawang posibleng mga senaryo at pagkatapos ng maikling panahon. ng oras ay naging black hole (mga tuldok na linya sa diagram ). Ang pagmamasid sa electromagnetic na bahagi ng radiation ng bituin ay nagpapahiwatig ng unang senaryo, kung saan ang baryon mass ng bituin ay nananatiling halos pare-pareho, at ang gravitational mass ay bumababa nang medyo mabagal dahil sa paglabas ng mga gravitational wave. Sa kabilang banda, ang pagsabog ng gamma-ray mula sa system ay dumating halos kasabay ng mga gravitational wave (1.7 segundo lamang ang lumipas), na nangangahulugan na ang punto ng pagbabagong-anyo sa isang black hole ay dapat na malapit sa M max.

Samakatuwid, kung susuriin natin ang ebolusyon ng isang hypermassive neutron star pabalik sa paunang estado, ang mga parameter na kung saan ay kinakalkula nang may mahusay na katumpakan sa mga nakaraang gawa, mahahanap natin ang halaga ng M max na interesado sa atin. Alam ang M max , madali na itong hanapin ang M TOV , dahil ang dalawang masa na ito ay magkakaugnay ng ugnayang M max ≈ 1.2 M TOV . Sa artikulong ito, ang mga astrophysicist ay nagsagawa ng gayong mga kalkulasyon gamit ang tinatawag na "unibersal na ugnayan", na nauugnay sa mga parameter ng mga neutron na bituin ng iba't ibang masa at hindi nakasalalay sa anyo ng equation ng estado ng kanilang bagay. Binibigyang-diin ng mga may-akda na ang kanilang mga kalkulasyon ay gumagamit lamang ng mga simpleng pagpapalagay at hindi batay sa mga numerical simulation. Ang huling resulta para sa maximum na posibleng masa ay nasa pagitan ng 2.01 at 2.16 solar masa. Ang mas mababang limitasyon para dito ay nakuha nang mas maaga bilang isang resulta ng mga obserbasyon ng napakalaking pulsar sa mga binary system - sa madaling salita, ang maximum na masa ay hindi maaaring mas mababa sa 2.01 solar masa, dahil ang mga astronomo ay aktwal na naobserbahan ang mga neutron na bituin na may napakalaking masa.

Nauna na naming isinulat ang tungkol sa kung paano ginagamit ng mga astrophysicist ang mga simulation ng computer sa masa at radius ng mga neutron star na ang pagsasama ay humantong sa mga kaganapang GW170817 at GRB 170817A.

Dmitry Trunin