Det intr?ffar efter en supernovaexplosion.

Det h?r ?r solnedg?ngen i en stj?rnas liv. Dess gravitation ?r s? stark att den kastar ut elektroner ur atomernas banor och f?rvandlar dem till neutroner.

N?r hon tappar st?det f?r sitt inre tryck, kollapsar hon, och detta leder till supernovaexplosion.

Resterna av denna kropp blir en neutronstj?rna, som har en massa p? 1,4 g?nger solens massa och en radie n?stan lika med radien p? Manhattan i USA.

Vikten av en sockerbit med densiteten av en neutronstj?rna ?r...

Om vi till exempel tar en sockerbit med volymen 1 cm 3 och f?rest?ller oss att den ?r gjord av fr?ga om en neutronstj?rna, d? skulle dess massa vara ungef?r en miljard ton. Detta ?r lika med massan av cirka 8 tusen hangarfartyg. litet f?rem?l med otrolig t?thet!

En nyf?dd neutronstj?rna har en h?g rotationshastighet. N?r en massiv stj?rna f?rvandlas till en neutronstj?rna ?ndras dess rotationshastighet.

En roterande neutronstj?rna ?r en naturlig elektrisk generator. Dess rotation skapar ett kraftfullt magnetf?lt. Denna enorma kraft av magnetism f?ngar elektroner och andra partiklar av atomer och skickar dem djupt in i universum med enorm hastighet. H?ghastighetspartiklar tenderar att avge str?lning. Det flimmer som vi observerar i pulsarstj?rnor ?r str?lningen fr?n dessa partiklar.Men vi m?rker det f?rst n?r dess str?lning riktas i v?r riktning.

En roterande neutronstj?rna ?r en pulsar, ett exotiskt f?rem?l som d?k upp efter en supernovaexplosion. Det h?r ?r slutet p? hennes liv.

Neutronstj?rnornas t?thet ?r olika f?rdelade. De har en bark som ?r otroligt t?t. Men krafterna inuti en neutronstj?rna kan bryta igenom skorpan. Och n?r detta h?nder justerar stj?rnan sin position, vilket leder till en f?r?ndring i dess rotation. Detta kallas: barken ?r sprucken. En explosion sker p? en neutronstj?rna.

Artiklar

NEUTRONSTJ?RNAN
en stj?rna som mestadels best?r av neutroner. En neutron ?r en neutral subatom?r partikel, en av materiens huvudbest?ndsdelar. Hypotesen om neutronstj?rnornas existens lades fram av astronomerna W. Baade och F. Zwicky omedelbart efter uppt?ckten av neutronen 1932. Men denna hypotes bekr?ftades av observationer f?rst efter uppt?ckten av pulsarer 1967.
se ?ven PULSAR. Neutronstj?rnor bildas som ett resultat av gravitationskollapsen av normala stj?rnor med massor av flera g?nger solens. Densiteten hos en neutronstj?rna ?r n?ra t?theten hos en atomk?rna, d.v.s. 100 miljoner g?nger h?gre ?n densiteten hos vanlig materia. D?rf?r har en neutronstj?rna med sin enorma massa en radie p? endast ca. 10 km. P? grund av den lilla radien hos en neutronstj?rna ?r tyngdkraften p? dess yta extremt h?g: cirka 100 miljarder g?nger h?gre ?n p? jorden. Denna stj?rna h?lls fr?n att kollapsa av "degenerationstrycket" av t?t neutronmateria, som inte beror p? dess temperatur. Men om massan av en neutronstj?rna blir mer ?n cirka 2 solmassor, kommer gravitationen att ?verstiga detta tryck och stj?rnan kommer inte att kunna motst? kollapsen.
se ?ven GRAVITATIONELL KOLLAPS. Neutronstj?rnor har ett mycket starkt magnetf?lt som n?r 10 12-10 13 gauss p? ytan (som j?mf?relse: jorden har cirka 1 gauss). Tv? olika typer av himlaobjekt ?r f?rknippade med neutronstj?rnor.
Pulsarer (radiopulsarer). Dessa f?rem?l avger strikt regelbundet pulser av radiov?gor. Str?lningsmekanismen ?r inte helt klar, men man tror att en roterande neutronstj?rna s?nder ut en radiostr?le i den riktning som ?r associerad med dess magnetf?lt, vars symmetriaxel inte sammanfaller med stj?rnans rotationsaxel. D?rf?r orsakar rotationen rotationen av radiostr?len som regelbundet skickas till jorden.
R?ntgen f?rdubblas. Pulserande r?ntgenk?llor ?r ocks? associerade med neutronstj?rnor som ing?r i ett bin?rt system med en massiv normalstj?rna. I s?dana system faller gas fr?n ytan av en normal stj?rna p? en neutronstj?rna och accelererar till enorm hastighet. N?r den tr?ffar ytan p? en neutronstj?rna frig?r gasen 10-30 % av sin viloenergi, medan denna siffra inte ens n?r 1 % vid k?rnreaktioner. Ytan p? en neutronstj?rna som v?rms upp till en h?g temperatur blir en k?lla till r?ntgenstr?lar. Gasfallet sker dock inte j?mnt ?ver hela ytan: det starka magnetf?ltet hos en neutronstj?rna f?ngar den fallande joniserade gasen och leder den till de magnetiska polerna, d?r den faller, som in i en tratt. D?rf?r blir bara omr?dena av polerna starkt uppv?rmda, som p? en roterande stj?rna blir k?llor till r?ntgenpulser. Radiopulser fr?n en s?dan stj?rna kommer inte l?ngre, eftersom radiov?gor absorberas i gasen som omger den.
F?rening. En neutronstj?rnas t?thet ?kar med djupet. Under ett lager av atmosf?ren som bara ?r n?gra centimeter tjockt finns ett flytande metallskal flera meter tjockt, och under - en solid skorpa med en kilometer tjocklek. Barkens substans liknar vanlig metall, men ?r mycket t?tare. I den yttre delen av skorpan ?r det huvudsakligen j?rn; andelen neutroner i dess sammans?ttning ?kar med djupet. D?r densiteten n?r ca. 4*10 11 g/cm3 ?kar andelen neutroner s? mycket att en del av dem inte l?ngre ing?r i k?rnorna, utan bildar ett kontinuerligt medium. D?r ser materien ut som ett "hav" av neutroner och elektroner, d?r atomk?rnor ?r inspr?ngda. Och vid en densitet av ca. 2*10 14 g/cm3 (atomk?rnans t?thet), individuella k?rnor f?rsvinner helt och en kontinuerlig neutron "v?tska" med en inblandning av protoner och elektroner kvarst?r. F?rmodligen beter sig neutroner och protoner i det h?r fallet som en superfluid v?tska, liknande flytande helium och supraledande metaller i terrestra laboratorier.

Vid ?nnu h?gre densiteter bildas de mest ovanliga formerna av materia i en neutronstj?rna. Kanske s?nderfaller neutroner och protoner till ?nnu mindre partiklar - kvarkar; det ?r ocks? m?jligt att m?nga pi-mesoner produceras, som bildar det s? kallade pionkondensatet.
se ?ven
PARTIKLAR ELEMENTARY;
SUPERLEDNING ;
?VERFL?DIGHET.
LITTERATUR
Dyson F., Ter Haar D. Neutronstj?rnor och pulsarer. M., 1973 Lipunov V.M. Astrofysik av neutronstj?rnor. M., 1987

Collier Encyclopedia. – ?ppet samh?lle. 2000 .

Se vad "NEUTRON STAR" ?r i andra ordb?cker:

NEUTRONSTJ?RNAN, en mycket liten stj?rna med h?g densitet, best?ende av NEUTRONER. Det ?r det sista steget i utvecklingen av m?nga stj?rnor. Neutronstj?rnor bildas n?r en massiv stj?rna bryter ut som en SUPERNOVA och exploderar sin... ... Vetenskaplig och teknisk encyklopedisk ordbok

En stj?rna vars substans, enligt teoretiska begrepp, huvudsakligen best?r av neutroner. Neutroniseringen av materia ?r f?rknippad med gravitationskollapsen av en stj?rna efter utt?mning av k?rnbr?nsle i den. Den genomsnittliga t?theten f?r neutronstj?rnor ?r 2,1017 … Stor encyklopedisk ordbok

Strukturen av en neutronstj?rna. En neutronstj?rna ?r ett astronomiskt objekt som ?r en av slutprodukterna ... Wikipedia

En stj?rna vars substans, enligt teoretiska begrepp, huvudsakligen best?r av neutroner. Medeldensiteten f?r en s?dan stj?rna ?r Neutronstj?rna 2·1017 kg/m3, medelradien ?r 20 km. Uppt?cks av pulserad radioemission, se Pulsars ... Astronomisk ordbok

En stj?rna vars substans, enligt teoretiska begrepp, huvudsakligen best?r av neutroner. Neutroniseringen av materia ?r f?rknippad med gravitationskollapsen av en stj?rna efter utt?mning av k?rnbr?nsle i den. Medeldensiteten f?r en neutronstj?rna ...... encyklopedisk ordbok

En hydrostatiskt j?mviktsstj?rna, i vilken sv?rmen i huvudsak best?r. fr?n neutroner. Det bildas som ett resultat av omvandlingen av protoner till neutroner under gravitation. kollapsa i slutskedet av utvecklingen av tillr?ckligt massiva stj?rnor (med en massa flera g?nger st?rre ?n ... ... Naturvetenskap. encyklopedisk ordbok

neutronstj?rna- ett av stadierna i evolutionen av stj?rnor, n?r den, som ett resultat av gravitationskollaps, krymper till s? sm? storlekar (kulradie 10 20 km) att elektroner pressas in i atomernas k?rnor och neutraliserar deras laddning. av stj?rnan blir ... ... B?rjan av modern naturvetenskap

Culver Neutron stj?rna. Den uppt?cktes av astronomer fr?n Pennsylvania State University i USA och kanadensiska McGill University i stj?rnbilden Ursa Minor. Stj?rnan ?r ovanlig i sina egenskaper och ?r olik alla andra ... ... Wikipedia

- (engelsk runaway star) en stj?rna som r?r sig med en onormalt h?g hastighet med avseende p? det omgivande interstell?ra mediet. Den korrekta r?relsen f?r en s?dan stj?rna anges ofta exakt med avseende p? stj?rnf?reningen, en medlem av vilken ... ... Wikipedia

Inom astrofysik, liksom i alla andra vetenskapsgrenar, ?r de mest intressanta evolution?ra problem som ?r f?rknippade med de urgamla fr?gorna "vad h?nde?" och det kommer att vara?". Vad som kommer att h?nda med en stj?rnmassa som ?r ungef?r lika med v?r sols massa vet vi redan. En s?dan stj?rna som passerar genom scenen r?d j?tte, kommer att bli vit dv?rg. Vita dv?rgar i Hertzsprung-Russell-diagrammet ligger utanf?r huvudsekvensen.

Vita dv?rgar ?r slutet p? evolutionen av solmasstj?rnor. De ?r ett slags evolution?r ?terv?ndsgr?nd. L?ngsam och lugn utrotning - slutet p? v?gen f?r alla stj?rnor med en massa mindre ?n solen. Vad s?gs om mer massiva stj?rnor? Vi s?g att deras liv ?r fullt av turbulenta h?ndelser. Men en naturlig fr?ga uppst?r: hur slutar de monstru?sa katastroferna som observerats i form av supernovaexplosioner?

?r 1054 blossade en g?ststj?rna upp p? himlen. Den syntes p? himlen ?ven under dagen och slocknade f?rst efter n?gra m?nader. Idag ser vi resterna av denna stj?rnkatastrof i form av ett ljust optiskt objekt, betecknat M1 i Monsieur-nebulosans katalog. Det ?r k?nt krabbanebulosa- resterna av en supernovaexplosion.

P? 40-talet av v?rt ?rhundrade b?rjade den amerikanske astronomen W. Baade studera den centrala delen av "Krabban" f?r att f?rs?ka hitta en stj?rnrest fr?n en supernovaexplosion i mitten av nebulosan. F?rresten, namnet "krabba" gavs till detta objekt p? 1800-talet av den engelska astronomen Lord Ross. Baade hittade en kandidat f?r en stj?rnrest i form av en asterisk 17m.

Men astronomen hade inte tur, han hade inte en l?mplig teknik f?r en detaljerad studie, och d?rf?r kunde han inte m?rka att denna stj?rna blinkade, pulserade. Om perioden f?r dessa ljusstyrkepulseringar inte var 0,033 sekunder, utan s?g flera sekunder, skulle Baade utan tvekan ha m?rkt detta, och d? skulle ?ran att uppt?cka den f?rsta pulsaren inte tillh?ra A. Hewish och D. Bell.

Tio ?r innan Baade riktade sitt teleskop mot mitten krabbanebulosa, b?rjade teoretiska fysiker att unders?ka materiens tillst?nd vid t?theter som ?versteg densiteten f?r vita dv?rgar (106 - 107 g/cm3). Intresset f?r denna fr?ga uppstod i samband med problemet med stj?rnutvecklingens slutskede. Intressant nog var en av medf?rfattarna till denna id? samma Baade, som just kopplade sj?lva faktumet av existensen av en neutronstj?rna med en supernovaexplosion.

Om materien komprimeras till densiteter st?rre ?n densiteten hos vita dv?rgar b?rjar de s? kallade neutroniseringsprocesserna. Det monstru?sa trycket inuti stj?rnan "driver" elektroner in i atomk?rnor. Under normala f?rh?llanden kommer en k?rna som har absorberat elektroner att vara instabil eftersom den inneh?ller ett ?verskott av neutroner. Detta ?r dock inte fallet i kompakta stj?rnor. N?r stj?rnans densitet ?kar, absorberas elektronerna i den degenererade gasen gradvis av k?rnorna, och lite i taget f?rvandlas stj?rnan till en j?ttelik. neutronstj?rna- en droppe. Den degenererade elektrongasen ers?tts av en degenererad neutrongas med en densitet p? 1014-1015 g/cm3. Med andra ord ?r densiteten f?r en neutronstj?rna miljarder g?nger st?rre ?n den f?r en vit dv?rg.

Under l?ng tid ans?gs denna monstru?sa konfiguration av stj?rnan vara ett teoretikers sinnespel. Det tog mer ?n trettio ?r f?r naturen att bekr?fta denna enast?ende f?ruts?gelse. P? samma 30-tal gjordes en annan viktig uppt?ckt, som hade ett avg?rande inflytande p? hela teorin om stj?rnutveckling. Chandrasekhar och L. Landau fastst?llde att f?r en stj?rna som har utt?mt k?rnenergik?llorna finns det en viss begr?nsande massa n?r stj?rnan fortfarande ?r stabil. Med denna massa kan trycket fr?n den degenererade gasen fortfarande st? emot tyngdkrafterna. Som en konsekvens har massan av degenererade stj?rnor (vita dv?rgar, neutronstj?rnor) en ?ndlig gr?ns (chandrasekhar-gr?nsen), som ?verskrider vilket orsakar katastrofal komprimering av stj?rnan, dess kollaps.

Observera att om massan av stj?rnans k?rna ?r mellan 1,2 M och 2,4 M, m?ste den slutliga "produkten" av utvecklingen av en s?dan stj?rna vara en neutronstj?rna. Med en k?rnmassa p? mindre ?n 1,2 M kommer evolutionen s? sm?ningom att leda till f?delsen av en vit dv?rg.

Vad ?r en neutronstj?rna? Vi k?nner till dess massa, vi vet ocks? att den huvudsakligen best?r av neutroner, vars storlekar ocks? ?r k?nda. H?rifr?n ?r det l?tt att best?mma stj?rnans radie. Det visar sig vara n?ra... 10 kilometer! Att best?mma radien f?r ett s?dant f?rem?l ?r verkligen inte sv?rt, men det ?r mycket sv?rt att visualisera att en massa n?ra solens massa kan placeras i ett f?rem?l vars diameter ?r n?got st?rre ?n l?ngden p? Profsoyuznaya-gatan i Moskva. Detta ?r en gigantisk k?rndroppen, superk?rnan av ett grund?mne som inte passar in i n?gra periodiska system och som har en ov?ntad, m?rklig struktur.

Substansen i en neutronstj?rna har egenskaperna hos en superflytande v?tska! Vid f?rsta anblicken ?r detta faktum sv?rt att tro, men det ?r sant. Komprimerad till monstru?sa t?theter liknar ?mnet till viss del flytande helium. Dessutom b?r vi inte gl?mma att temperaturen p? en neutronstj?rna ?r ungef?r en miljard grader, och, som vi vet, uppenbarar sig superfluiditet under markf?rh?llanden endast vid ultral?ga temperaturer.

Det ?r sant att f?r sj?lva neutronstj?rnans beteende spelar temperaturen ingen speciell roll, eftersom dess stabilitet best?ms av trycket fr?n den degenererade neutrongasen - v?tska. Strukturen hos en neutronstj?rna liknar p? m?nga s?tt strukturen hos en planet. F?rutom "manteln", som best?r av ett ?mne med fantastiska egenskaper hos en supraledande v?tska, har en s?dan stj?rna en tunn, fast skorpa ungef?r en kilometer tjock. Det antas att barken har en s?regen kristallin struktur. M?rkligt eftersom, till skillnad fr?n de kristaller som vi k?nner till, d?r kristallens struktur beror p? konfigurationen av atomens elektronskal, i k?rnan av en neutronstj?rna, saknar atomk?rnor elektroner. D?rf?r bildar de ett gitter som liknar kubiska gitter av j?rn, koppar, zink, men f?ljaktligen med om?tligt h?gre densiteter. D?refter kommer manteln, vars egenskaper vi redan har talat om. I mitten av en neutronstj?rna n?r densiteten 1015 gram per kubikcentimeter. Med andra ord v?ger en tesked av substansen i en s?dan stj?rna miljarder ton. Det antas att i centrum av en neutronstj?rna finns en kontinuerlig bildning av alla k?nda inom k?rnfysik, s?v?l som exotiska elementarpartiklar som ?nnu inte uppt?ckts.

Neutronstj?rnor svalnar ganska snabbt. Uppskattningar visar att under de f?rsta tio till hundra tusen ?ren sjunker temperaturen fr?n flera miljarder till hundratals miljoner grader. Neutronstj?rnor roterar snabbt, och detta leder till ett antal mycket intressanta konsekvenser. F?rresten ?r det stj?rnans ringa storlek som g?r att den kan f?rbli intakt under snabb rotation. Om dess diameter inte var 10, utan s?g 100 kilometer, skulle den helt enkelt slitas is?r av centrifugalkrafter.

Vi har redan pratat om den sp?nnande historien om uppt?ckten av pulsarer. Tanken lades omedelbart fram att pulsaren ?r en snabbt roterande neutronstj?rna, eftersom av alla k?nda stj?rnkonfigurationer var det bara den som kunde f?rbli stabil och rotera med h?g hastighet. Det var studiet av pulsarer som gjorde det m?jligt att komma till den anm?rkningsv?rda slutsatsen att de neutronstj?rnor som uppt?ckts "i spetsen av en penna" av teoretiker verkligen existerar i naturen och de uppst?r som ett resultat av supernovaexplosioner. Sv?righeterna med att uppt?cka dem i det optiska omr?det ?r uppenbara, eftersom de flesta neutronstj?rnor p? grund av sin lilla diameter inte kan ses i de mest kraftfulla teleskopen, ?ven om det, som vi har sett, det finns undantag h?r - en pulsar i krabbanebulosa.

S?, astronomer har uppt?ckt en ny klass av objekt - pulsarer, snabbt roterande neutronstj?rnor. En naturlig fr?ga uppst?r: vad ?r orsaken till en s? snabb rotation av en neutronstj?rna, varf?r skulle den i sj?lva verket rotera runt sin axel med stor hastighet?

Anledningen till detta fenomen ?r enkel. Vi vet v?l hur en skridsko?kare kan ?ka rotationshastigheten n?r han trycker armarna mot kroppen. D?rvid anv?nder han lagen om bevarande av r?relsem?ngd. Denna lag ?vertr?ds aldrig, och det ?r han som under en supernovaexplosion m?nga g?nger ?kar rotationshastigheten f?r dess kvarleva - en pulsar.

Under kollapsen av en stj?rna f?r?ndras faktiskt inte dess massa (det som finns kvar efter explosionen) och radien minskar med ungef?r hundra tusen g?nger. Men r?relsem?ngden, som ?r lika med produkten av ekvatorns rotationshastighet g?nger massan g?nger radien, f?rblir densamma. Massan f?r?ndras inte, d?rf?r m?ste hastigheten ?ka med samma hundra tusen g?nger.

L?t oss ?verv?ga ett enkelt exempel. V?r sol roterar ganska l?ngsamt runt sin egen axel. Perioden f?r denna rotation ?r cirka 25 dagar. S? om solen pl?tsligt blev en neutronstj?rna, skulle dess rotationsperiod minska till en tiotusendels sekund.

Den andra viktiga konsekvensen av bevarandelagarna ?r att neutronstj?rnor m?ste vara mycket starkt magnetiserade. I alla naturliga processer kan vi faktiskt inte bara ta och f?rst?ra magnetf?ltet (om det redan finns). De magnetiska kraftlinjerna ?r f?r alltid f?rbundna med stj?rnans starkt elektriskt ledande materia. Storleken p? det magnetiska fl?det p? ytan av en stj?rna ?r lika med produkten av storleken p? magnetf?ltets styrka och kvadraten p? stj?rnans radie. Detta v?rde ?r strikt konstant. Det ?r d?rf?r, n?r en stj?rna drar ihop sig, m?ste magnetf?ltet ?ka v?ldigt mycket. L?t oss uppeh?lla oss mer i detalj vid detta fenomen, eftersom det ?r just detta fenomen som best?mmer m?nga av de fantastiska egenskaperna hos pulsarer.

P? v?r jords yta kan du m?ta styrkan p? magnetf?ltet. Vi kommer att f? ett litet v?rde p? ungef?r en gauss. I ett bra fysiskt laboratorium kan man f? magnetf?lt p? en miljon gauss. P? ytan av vita dv?rgar n?r magnetf?ltets styrka hundra miljoner gauss. N?ra f?ltet ?nnu starkare - upp till tio miljarder gauss. Men p? ytan av en neutronstj?rna n?r naturen ett absolut rekord. H?r kan f?ltstyrkan vara hundratusentals miljarder gauss. Tomrummet i en liters burk som inneh?ller ett s?dant f?lt inuti skulle v?ga cirka tusen ton.

S?dana starka magnetiska f?lt kan inte annat ?n p?verka (naturligtvis i kombination med gravitationsf?ltet) arten av interaktionen mellan en neutronstj?rna och den omgivande materien. Vi har trots allt inte ?nnu pratat om varf?r pulsarer har stor aktivitet, varf?r de s?nder ut radiov?gor. Och inte bara radiov?gor. Idag ?r astrofysiker v?l medvetna om r?ntgenpulsarer som endast observeras i bin?ra system, gammastr?lk?llor med ovanliga egenskaper, de s? kallade r?ntgenburstrarna.

F?r att f?rest?lla oss de olika mekanismerna f?r interaktionen mellan en neutronstj?rna och materia, l?t oss v?nda oss till den allm?nna teorin om en l?ngsam f?r?ndring av interaktionss?tten mellan neutronstj?rnor och milj?n. L?t oss kort ?verv?ga huvudstadierna i en s?dan evolution. Neutronstj?rnor - rester av supernovor - roterar initialt mycket snabbt med en period p? 10 -2 - 10 -3 sekunder. Med en s?dan snabb rotation avger stj?rnan radiov?gor, elektromagnetisk str?lning, partiklar.

En av de mest fantastiska egenskaperna hos pulsarer ?r den monstru?sa kraften hos deras str?lning, miljarder g?nger st?rre ?n kraften hos str?lning fr?n stj?rnors inre. S? till exempel n?r kraften hos radioemissionen fr?n pulsaren i "Krabban" 1031 erg / sek, i optik - 1034 erg / sek, vilket ?r mycket mer ?n solens str?lningskraft. Denna pulsar str?lar ?nnu mer i r?ntgen- och gammastr?lningsomr?dena.

Hur ?r dessa naturliga energigeneratorer ordnade? Alla radiopulsarer har en gemensam egenskap, som fungerade som nyckeln till att reda ut mekanismen f?r deras verkan. Denna egenskap ligger i det faktum att perioden f?r pulsemission inte f?rblir konstant, den ?kar l?ngsamt. Det ?r v?rt att notera att denna egenskap hos roterande neutronstj?rnor f?rst f?rutsp?ddes av teoretiker och sedan mycket snabbt bekr?ftades experimentellt. S? 1969 fann man att str?lningsperioden f?r pulsarpulserna i "Krabban" v?xer med 36 miljarddelar av en sekund per dag.

Vi ska nu inte diskutera hur s? sm? tidsintervall m?ts. F?r oss ?r sj?lva faktumet med en ?kning av perioden mellan pulserna viktigt, vilket f?r ?vrigt g?r det m?jligt att uppskatta ?ldern p? pulsarer ocks?. Men ?nd?, varf?r s?nder en pulsar pulser av radioemission? Detta fenomen ?r inte fullst?ndigt f?rklarat inom ramen f?r n?gon fullst?ndig teori. Men en kvalitativ bild av fenomenet kan ?nd? tecknas.

Saken ?r att rotationsaxeln f?r en neutronstj?rna inte sammanfaller med dess magnetiska axel. Det ?r v?lk?nt fr?n elektrodynamiken att om en magnet roteras i ett vakuum runt en axel som inte sammanfaller med den magnetiska, s? kommer elektromagnetisk str?lning att upptr?da exakt med magnetens rotationsfrekvens. Samtidigt kommer magnetens rotationshastighet att bromsas in. Detta ?r f?rst?eligt utifr?n allm?nna ?verv?ganden, eftersom om det inte fanns n?gon bromsning skulle vi helt enkelt ha en evighetsmaskin.

S?ledes h?mtar v?r s?ndare energin fr?n radiopulser fr?n stj?rnans rotation, och dess magnetf?lt ?r s? att s?ga maskinens drivrem. Den verkliga processen ?r mycket mer komplicerad, eftersom en magnet som roterar i vakuum endast delvis ?r analog med en pulsar. N?r allt kommer omkring roterar en neutronstj?rna inte alls i ett vakuum, den ?r omgiven av en kraftfull magnetosf?r, ett plasmamoln, och detta ?r en bra ledare som g?r sina egna justeringar av den enkla och ganska schematiska bilden vi har ritat. Som ett resultat av interaktionen mellan pulsarens magnetf?lt och magnetosf?ren som omger den bildas smala str?lar av riktad str?lning, som med en gynnsam "arrangemang av armaturerna" kan observeras i olika delar av galaxen, i speciellt p? jorden.

Den snabba rotationen av en radiopulsar tidigt i dess liv orsakar mer ?n bara radiostr?lning. En betydande del av energin f?rs ocks? bort av relativistiska partiklar. N?r pulsarens rotationshastighet minskar, minskar str?lningstrycket. Dessf?rinnan kastade str?lningen bort plasma fr?n pulsaren. Nu b?rjar den omgivande materien falla p? stj?rnan och sl?cker dess str?lning. Denna process kan vara s?rskilt effektiv om pulsaren g?r in i ett bin?rt system. I ett s?dant system, s?rskilt om det ?r tillr?ckligt n?ra, drar pulsaren till sig fr?gan om en "normal" f?ljeslagare.

Om pulsaren ?r ung och full av energi kan dess radioemission fortfarande "bryta igenom" till observat?ren. Men den gamla pulsaren kan inte l?ngre bek?mpa anhopningen, och den "sl?cker" stj?rnan. N?r pulsarens rotation saktar ner b?rjar andra anm?rkningsv?rda processer dyka upp. Eftersom gravitationsf?ltet hos en neutronstj?rna ?r mycket kraftfullt frig?r ansamlingen av materia en betydande m?ngd energi i form av r?ntgenstr?lar. Om i ett bin?rt system en normal f?ljeslagare ger pulsaren en avsev?rd m?ngd materia, ungef?r 10 -5 - 10 -6 M per ?r, kommer neutronstj?rnan att observeras inte som en radiopulsar, utan som en r?ntgenpulsar.

Men det ?r inte allt. I vissa fall, n?r magnetosf?ren hos en neutronstj?rna ?r n?ra dess yta, b?rjar materia att samlas d?r och bildar ett slags skal av stj?rnan. I detta skal kan gynnsamma f?rh?llanden skapas f?r passage av termonukle?ra reaktioner, och d? kan vi se en r?ntgenstr?le p? himlen (fr?n det engelska ordet burst - "flash").

Str?ngt taget borde denna process inte tyckas ov?ntad f?r oss, vi har redan talat om det i f?rh?llande till vita dv?rgar. F?rh?llandena p? ytan av en vit dv?rg och en neutronstj?rna ?r dock mycket olika, och d?rf?r ?r r?ntgenspr?ngare unikt f?rknippade med neutronstj?rnor. Termonukle?ra explosioner observeras av oss i form av r?ntgenblixtar och, kanske, gammastr?lningskurar. Visserligen kan vissa gammastr?lningskurar uppenbarligen bero p? termonukle?ra explosioner p? neutronstj?rnans yta.

Men tillbaka till r?ntgenpulsarer. Mekanismen f?r deras str?lning ?r naturligtvis helt annorlunda ?n spr?ngarnas. K?rnenergik?llor spelar inte l?ngre n?gon roll h?r. Neutronstj?rnans kinetiska energi kan inte heller ?verensst?mma med observationsdata.

Ta till exempel r?ntgenk?llan Centaurus X-1. Dess kraft ?r 10 erg/sek. D?rf?r kan reserven av denna energi r?cka f?r bara ett ?r. Dessutom ?r det ganska uppenbart att stj?rnans rotationsperiod i detta fall skulle beh?va ?ka. Men i m?nga r?ntgenpulsarer, till skillnad fr?n radiopulsarer, minskar perioden mellan pulserna med tiden. S? det handlar inte om rotations kinetiska energi. Hur fungerar r?ntgenpulsarer?

Vi minns att de f?rekommer i bin?ra system. Det ?r d?r ackretionsprocesser ?r s?rskilt effektiva. Materiens hastighet som faller p? en neutronstj?rna kan n? en tredjedel av ljusets hastighet (100 000 kilometer per sekund). D? kommer ett gram materia att frig?ra en energi p? 1020 erg. Och f?r att s?kerst?lla en energifris?ttning p? 1037 erg/sek, ?r det n?dv?ndigt att fl?det av materia till neutronstj?rnan ?r 1017 gram per sekund. Detta ?r i allm?nhet inte s?rskilt mycket, ungef?r en tusendel av jordens massa per ?r.

Materialleverant?ren kan vara en optisk f?ljeslagare. En gasstr?le kommer kontinuerligt att str?mma fr?n en del av dess yta mot neutronstj?rnan. Den kommer att tillf?ra b?de energi och materia till ansamlingsskivan som bildas runt neutronstj?rnan.

Eftersom neutronstj?rnan har ett enormt magnetf?lt kommer gasen att "str?mma" l?ngs de magnetiska kraftlinjerna mot polerna. Det ?r d?r, i relativt sm? "fl?ckar" i storleksordningen endast en kilometer stora, som processerna f?r produktionen av den mest kraftfulla r?ntgenstr?lningen, storslagen i skala, utspelas. R?ntgenstr?lar s?nds ut av relativistiska och vanliga elektroner som r?r sig i en pulsars magnetf?lt. Gasen som faller p? den kan ocks? "mata" dess rotation. Det ?r d?rf?r det ?r just i r?ntgenpulsarer som en minskning av rotationsperioden observeras i ett antal fall.

R?ntgenk?llor i bin?ra system ?r ett av de mest anm?rkningsv?rda fenomenen i rymden. Det finns f? av dem, f?rmodligen inte fler ?n hundra i v?r galax, men deras betydelse ?r enorm, inte bara ur synvinkeln, i synnerhet f?r att f?rst? typ I. Bin?ra system ger det mest naturliga och effektiva s?ttet f?r materiens fl?de fr?n stj?rna till stj?rna, och det ?r h?r (p? grund av den relativt snabba f?r?ndringen i stj?rnornas massa) som vi kan st?ta p? olika alternativ f?r "accelererad" evolution.

En annan intressant ?verv?gande. Vi vet hur sv?rt, f?r att inte s?ga om?jligt, att uppskatta massan av en enda stj?rna. Men eftersom neutronstj?rnor ?r en del av bin?ra system kan det visa sig att det f?rr eller senare kommer att vara m?jligt att empiriskt (och det ?r oerh?rt viktigt!) best?mma den begr?nsande massan f?r en neutronstj?rna, samt f? direkt information om dess ursprung .

MOSKVA, 28 augusti - RIA Novosti. Forskare har uppt?ckt en rekordtung neutronstj?rna med dubbelt s? stor massa som solen, vilket tvingar dem att ompr?va ett antal teorier, i synnerhet teorin att "fria" kvarkar kan finnas i neutronstj?rnornas supert?ta materia, enligt en artikel publicerades p? torsdagen i tidskriften Nature.

En neutronstj?rna ?r "lik" av en stj?rna som l?mnats efter en supernovaexplosion. Dess storlek ?verstiger inte storleken p? en liten stad, men materiens densitet ?r 10-15 g?nger h?gre ?n densiteten hos atomk?rnan - en "nypa" neutronstj?rnmateria v?ger mer ?n 500 miljoner ton.

Tyngdkraften "pressar" elektroner till protoner och f?rvandlar dem till neutroner, vilket ?r anledningen till att neutronstj?rnor fick sitt namn. Fram till nyligen trodde forskare att massan av en neutronstj?rna inte kan ?verstiga tv? solmassor, eftersom gravitationen annars skulle "kollapsa" stj?rnan till ett svart h?l. Tillst?ndet f?r neutronstj?rnornas inre ?r till stor del ett mysterium. Till exempel diskuteras n?rvaron av "fria" kvarkar och s?dana elementarpartiklar som K-mesoner och hyperoner i de centrala delarna av en neutronstj?rna.

F?rfattarna till studien, en grupp amerikanska forskare ledda av Paul Demorest fr?n National Radio Observatory, studerade bin?rstj?rnan J1614-2230, tre tusen ljus?r fr?n jorden, vars ena komponenter ?r en neutronstj?rna och den andra en vit dv?rg.

Samtidigt ?r en neutronstj?rna en pulsar, det vill s?ga en stj?rna som s?nder ut sn?vt riktade radioemissionsstr?mmar; som ett resultat av stj?rnans rotation kan str?lningsfl?det f?ngas upp fr?n jordens yta med hj?lp av radioteleskop vid olika tidpunkter intervaller.

En vit dv?rg och en neutronstj?rna roterar i f?rh?llande till varandra. Men hastigheten p? radiosignalen fr?n neutronstj?rnans centrum p?verkas av den vita dv?rgens gravitation, den "bromsar ner" den. Forskare, som m?ter ankomsttiden f?r radiosignaler p? jorden, kan med h?g noggrannhet best?mma massan av objektet som ?r "ansvarigt" f?r signalf?rdr?jningen.

"Vi har mycket tur med det h?r systemet. En snabbt snurrande pulsar ger oss en signal som kommer fr?n en bana som ?r perfekt placerad. Dessutom ?r v?r vita dv?rg ganska stor f?r en stj?rna av denna typ. Denna unika kombination g?r att vi kan ta full nytta av Shapiro-effekten (gravitationssignalf?rdr?jning) och f?renklar m?tningar", s?ger medf?rfattaren Scott Ransom.

Det bin?ra systemet J1614-2230 ?r placerat p? ett s?dant s?tt att det kan observeras n?stan p? kanten, det vill s?ga i omloppsplanet. Detta g?r det l?ttare att noggrant m?ta massorna av dess ing?ende stj?rnor.

Som ett resultat var pulsarens massa lika med 1,97 solmassor, vilket var rekord f?r neutronstj?rnor.

"Dessa massm?tningar s?ger oss att om det ?verhuvudtaget finns kvarkar i k?rnan av en neutronstj?rna, s? kan de inte vara "fria", men troligtvis m?ste de interagera med varandra mycket starkare ?n i "vanliga" atomk?rnor, " f?rklarar huvudgruppen av astrofysiker som arbetar med denna fr?ga, Feryal Ozel (Feryal Ozel) fr?n University of Arizona.

"Det f?rv?nar mig att n?got s? enkelt som massan av en neutronstj?rna kan s?ga s? mycket inom s? m?nga olika omr?den inom fysik och astronomi", s?ger Ransom.

Astrofysiker Sergei Popov fr?n Sternberg State Astronomical Institute noterar att studiet av neutronstj?rnor kan ge avg?rande information om materiens struktur.

"I terrestra laboratorier ?r det om?jligt att studera materia med en densitet som ?r mycket h?gre ?n k?rnkraft. Och detta ?r mycket viktigt f?r att f?rst? hur v?rlden fungerar. Lyckligtvis finns s? t?t materia i neutronstj?rnornas djup. F?r att best?mma egenskaperna hos denna Det ?r v?ldigt viktigt att veta vad den maximala massan kan vara med en neutronstj?rna och inte f?rvandlas till ett svart h?l, s?ger Popov till RIA Novosti.

Neutronstj?rnor ?r slutprodukten av stj?rnutvecklingen. Deras storlek och vikt ?r helt enkelt fantastiska! Har en storlek p? upp till 20 km i diameter, men v?ger som . T?theten av materia i en neutronstj?rna ?r m?nga g?nger st?rre ?n densiteten hos en atomk?rna. Neutronstj?rnor dyker upp under supernovaexplosioner.

De flesta k?nda neutronstj?rnor har en massa p? cirka 1,44 solmassor. och ?r lika med Chandrasekhar-massgr?nsen. Men det ?r teoretiskt m?jligt att de kan ha upp till 2,5 massor. Den tyngsta uppt?ckten hittills har en vikt p? 1,88 solmassa, och den kallas Vele X-1, och den andra med en massa p? 1,97 solmassa ?r PSR J1614-2230. Med en ytterligare ?kning av densiteten f?rvandlas stj?rnan till en kvark.

Neutronstj?rnornas magnetf?lt ?r mycket starkt och n?r 10 till 12:e potensen av G, jordens f?lt ?r 1 Gs. Sedan 1990 har vissa neutronstj?rnor identifierats som magnetarer - dessa ?r stj?rnor d?r magnetf?lt g?r l?ngt ?ver 10 till 14:e potensen av gauss. Med s?dana kritiska magnetf?lt f?r?ndras ocks? fysiken, relativistiska effekter uppst?r (ljusavvikelse med ett magnetf?lt) och polarisering av det fysiska vakuumet. Neutronstj?rnor f?rutsp?ddes och uppt?cktes sedan.

De f?rsta f?rslagen kom av Walter Baade och Fritz Zwicky 1933., gjorde de antagandet att neutronstj?rnor f?ds som ett resultat av en supernovaexplosion. Enligt ber?kningar ?r str?lningen fr?n dessa stj?rnor mycket liten, det ?r helt enkelt om?jligt att uppt?cka det. Men 1967 uppt?ckte Hewish doktorand Jocelyn Bell , som avgav vanliga radiopulser.

S?dana impulser erh?lls som ett resultat av objektets snabba rotation, men vanliga stj?rnor fr?n en s? stark rotation skulle helt enkelt flyga is?r, och d?rf?r best?mde de sig f?r att de var neutronstj?rnor.

Pulsarer i fallande ordning efter rotationshastighet:

Ejektorn ?r en radiopulsar. L?g rotationshastighet och starkt magnetf?lt. En s?dan pulsar har ett magnetf?lt och stj?rnan roterar tillsammans med samma vinkelhastighet. Vid ett visst ?gonblick n?r f?ltets linj?ra hastighet ljusets hastighet och b?rjar ?verskrida den. Vidare kan dipolf?ltet inte existera, och f?ltstyrkalinjerna slits. N?r de r?r sig l?ngs dessa linjer n?r laddade partiklar en klippa och bryter av, s? de l?mnar neutronstj?rnan och kan flyga iv?g hur l?ngt som helst upp till o?ndligheten. D?rf?r kallas dessa pulsarer ejektorer (ge bort, utbrott) - radiopulsarer.

Propeller, den har inte l?ngre en s?dan rotationshastighet som en ejektor f?r att accelerera partiklar till post-light hastighet, s? det kan inte vara en radiopulsar. Men dess rotationshastighet ?r fortfarande mycket h?g, materien som f?ngas av magnetf?ltet kan ?nnu inte falla p? stj?rnan, det vill s?ga ackretion sker inte. S?dana stj?rnor studeras mycket d?ligt, eftersom det ?r n?stan om?jligt att observera dem.

En accretor ?r en r?ntgenpulsar. Stj?rnan roterar inte l?ngre s? snabbt och ?mnet b?rjar falla p? stj?rnan och faller l?ngs magnetf?ltslinjen. N?r det faller n?ra polen p? en fast yta v?rms ?mnet upp till tiotals miljoner grader, vilket resulterar i r?ntgenstr?lar. Pulseringar uppst?r som ett resultat av att stj?rnan fortfarande roterar, och eftersom arean f?r fallande materia bara ?r cirka 100 meter, f?rsvinner denna fl?ck med j?mna mellanrum.