Необычные космические объекты: что такое нейтронные звезды и как они появляются

Одними из самых странных космических объектов в известной нам Вселенной являются нейтронные звезды. Хотя еще в начале 20 века ученые-теоретики предсказывали существование такого типа звезд, впервые нейтронную звезду обнаружили только в 1967 году. С тех пор астрономы обнаружили несколько тысяч таких звезд, которые являются не такими плотными, как черные дыры, но все же они плотнее, чем любой другой известный ученым тип звезд, пишет EarthSky.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Что такое нейтронная звезда?

Сейчас ученые уже знают, что нейтронные звезды появляются в результате смерти огромных обычных звезд. Когда последние взрываются сверхновой, то ядро умершей звезды сжимается до невероятно маленьких размеров, что приводит к появлению сверхплотного объекта.

Масса обычной нейтронной звезды составляет от 1,4 до 2,9 масс Солнца. Но наша звезда примерно в 100 раз больше Земли по размерам, а нейтронная звезда является сферой диметром от 20 до 40 км. То есть получается, что это один из самых плотных объектов во Вселенной, который уступает по плотности только черным дырам.

Как происходит формирование нейтронных звезд?

В течение миллионов и даже миллиардов лет огромные звезды подпитывают свою жизнь благодаря термоядерной реакции, которая происходит в их ядрах. Но, как и все в этом мире, имеет свое начало и конец, звезды также умирают. В конце своей жизни они взрываются сверхновыми, в результате чего большая часть их внешней оболочки улетает в космос, образуя туманности. Кстати, сам взрыв может длиться всего несколько секунд.

В результате того, что термоядерная реакция в ядре звезды прекратилась, этот объект не может сдерживать внешнее давление гравитации и ядро звезды сильно сжимается. Гравитация продолжает сжимать его до такой степени, что атомы становятся настолько компактными и так сильно сближаются друг с другом, что электроны объединяются с протонами и образуют нейтроны.

То есть в результате вышеописанных процессов, появляется сверхплотный маленьких объект, который состоит из нейтронов. Поэтому данный тип звезд и получил название нейтронные звезды. До сих пор ученые спорят о том, какова внутренняя структура этих необычных звезд.

Масса играет важную роль

Ученые считают, что если ядро умершей звезды будет иметь определенную массу, то гравитация продолжит сжимать ядро дальше и в результате получится не нейтронная звезда, а черная дыра. Другими словам, если сжатое ядро будет иметь массу, которая превышает массу Солнца в 3 раза, то оно станет именно черной дырой.

Какие свойства имеют нейтронные звезды?

Нейтронные звезды имеют очень сильные гравитационные и магнитные поля. Считается, что гравитация нейтронной звезды в тысячу миллиардов раз больше, чем гравитация Земли. Поэтому данные звезды являются очень гладкими маленьким сферами. Хотя уже доказано существование на их поверхности "гор", но их высота не превышает 5-10 см.

Нейтронные звезды, которые имеют очень высокую скорость вращения вокруг своей оси, называются пульсарами. Они выпускают с четкой периодичностью потоки радиоизлучения. Такие звезды могут совершать до 700 оборотов секунду.

Если у нейтронной звезды имеется аномально сильное магнитное поле, то такие объекты называют магнетарами. Пока что точно не известно, почему появляются такие невероятно мощные магнитные поля.

Столкновения нейтронных звезд приводят к появлению гравитационных волн, а также в результате таких событий в космосе появляются такие элементы как золото и платина. Ученые считают, что нейтронные звезды отвечают за появление таких явлений как быстрые радиовсплески, а столкновения между нейтронными звездами или нейтронными звездами и черными дырами приводят к появлению гамма-всплесков.

Как заканчивают свою жизнь нейтронные звезды?

После того как нейтронная звезда сформировалась, то она не выпускает света или тепла. Считается, что ее изначальная температура составляет примерно 600 тысяч градусов Цельсия. Для сравнения, температура поверхности Солнца составляет чуть меньше 6000 градусов, а в ядре нашей звезды температура находится на уровне примерно 15 млн градусов. В течение нескольких миллионов лет нейтронные звезды остывают и превращаются в холодный остаток некогда очень горячей огромной звезды.

По оценкам ученых, в нашей галактике существует примерно 100 млн нейтронных звезд, но большинство из них старые и холодные, а потому их очень тяжело обнаружить.

Фокус уже писал о том, что ученым удалось зафиксировать появление самого яркого гамма-всплеска, а также получить удивительное изображение исходящего света, который пронизывает нашу галактику.

Также Фокус писал о том, что астрономы нашли гигантскую ультрамассивную черную дыру, которую удалось обнаружить с помощью такого явления, как гравитационное линзирование.