Радиотелескоп (ASCAP) в Австралии получил странные радиосигналы, которые излучает нейтронная звезда ASKAP J1935+2148.
Одна из тарелок Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP)
Эта звезда расположена в плоскости Млечного Пути, примерно в 15 820 св. годах от Земли. Дело в том, что сами сигналы не похожи ни на один из тех, что мы когда-либо видели.
Звезда проходит периоды сильных импульсов, периоды слабых импульсов и периоды отсутствия импульсов вообще. Почему такое происходит - мы пока не знаем, и это дает нам захватывающий вызов для наших моделей эволюции нейтронных звезд, которые, будем честными, в настоящее время довольно далеки от завершения.
В последние годы в южном небе было обнаружено несколько странных объектов, излучающих повторяющиеся сигналы. Хотя не все они ведут себя одинаково, они могут быть связаны. Различия между режимами пульсаций ASKAP J1935+2148, вероятно, связаны с изменениями и процессами в магнитосфере. Мы предполагаем, что этот и подобные объекты принадлежат к новому классу магнетаров, возможно, по мере их эволюции в пульсары.
ASKAP J1935+2148, вероятно, является частью древней популяции магнетаров с длинными периодами вращения и низкой рентгеновской светимостью, но достаточно намагниченными, чтобы производить когерентное радиоизлучение. Мы будем следить за этой звездой в дальнейшем и расскажем по мере появления новостей.
Если вам кажется, что черная дыра – это самое необычное во вселенной, то погодите с выводами. Ведь существуют нейтронные звёзды. Сегодня я расскажу, о том почему их называют нейтронными, как они образуются и каких типов они бывают.
Начнем пожалуй с того как они образуются. В одном из прошлых постов я упомянул, что звезда в конце своего жизненного цикла коллапсирует и превращается в черную дыру, либо в нейтронную звезду. Во что превратится звезда зависит от её массы. Если масса больше 5-6 солнечных, то она превращается в черную дыру. Если же 2-4 масс, то в нейтронную звезду. Процесс превращения обычной звезды в нейтронную, от части похож, на процесс превращения в черную дыру. В конце жизни звёзды, её внутреннее давление становится ниже внешнего и она падает в себя, но в ядре нейтронной звезды в этот момент все протоны и электроны объединяются превращаясь в нейтроны. Эти нейтроны способны поддерживать внутреннее давление достаточно высоким, что бы звезда не превратилась в черную дыру. К слову, если в процессе своей жизни нейтронная звезда слившись с другой звездой получит дополнительную массу, и суммировавшись масса нейтронной звезды будет больше 5 солнечных, то она превратится в черную дыру. Произойдет это очень быстро, буквально пара-тройка секунд. Такое может произойти в двойных звёздных системах ( Двойными, называют звездные системы, которые состоят из двух звезд. Подобное не редкость во вселенной, даже можно сказать, что наша Солнечная система, в какой то мере, особенная потому, что у нас только одна звезда ).
Как я уже сказал: протоны и электроны в ядре звёзды объединяются превращаясь в нейтроны. В итоге ядро превращается в нейтронное вещество, от которого и произошло название. Возможно вы слышали о нейтронном веществе, как о самом плотном веществе во вселенной(за исключением внутренности черной дыры). Обычно пишут, что чайная ложка этого вещества весит около 1 миллиарда тонн, но такое измерение выглядит глупо по этому лучше напишу плотность в кг/м³: 4,8x10¹⁷. Скорее всего вы не поняли, эту запись поэтому вот: 480000000000000000кг/м³.
Нейтронные звёзды бывают двух типов: пульсары и магнетары. Сначала расскажу про пульсары. Все космические объекты во вселенной - вращаются, звёзды в том числе. Когда звезда превращается в нейтронную, то она уменьшается в размерах, но в то же время ее импульс вращения (угловой момент) сохраняется и скорость её вращения увеличивается, достигая 60 оборотов в секунду. Бывает и такое, что при поглощении массы звезды-партнера в двойных звёздных системах, скорость вращения ещё увеличивается и может достигать 600-700 раз в секунду. Во время вращения, от каждого полюса нейтронной звезды, исходит электромагнитные лучи: радио, видимое, рентгеновское, гамма – излучения. На Землю это излучение приходит импульсами, поэтому этот тип назвали пульсарами
Что же до магнетаров, то тут интереснее, но меньше информации. Магнетарами называют тип нейтронных звезд с очень сильным магнитным полем. Его сила составляет около 1 миллиарда Тс (Тесла), для сравнения: сила магнитного поля Земли составляет в среднем 0.05 мТс (миллиТесла). Из-за настолько сильного магнитного поля, поверхность нейтронной звезды разогревается до 10 миллионов градусов по Цельсию, опять же для сравнения: температура поверхности солнца около 6000 градусов по Цельсию. Все это интересно и не менее интересным было бы узнать как эти звезды получили такое сильное поле, но к сожалению учёные ещё не пришли к чёткому ответу.
На этом сегодня всё.
P.S. Вопрос к читателям: хотели бы вы увидеть картинки или иллюстрации в постах. А то я заметил, что у меня обычно бывает много текста, но нет картинок.
Выше давно привычное изображение атома, хотя и не совсем верное. Дело в том, что собственный размер атома превышает размер его ядра в 10 000 раз. Другими словами, если представить, что ядро атома размером с теннисный мяч (6,7 см), то диаметр самого атома окажется равным примерно 670 метрам.
атом, если ядро размером с теннисный мяч в сравнении с Лахта-центром (462 м); само ядро -- красная точка в центре, увеличенная еще в 20 раз
Кроме того, практически вся масса атома сконцентрирована в ядре с плотностью в 230 миллионов тонн на сантиметр кубический (плотность обычного железа ~8 грамм/см³). Вот это значение в 230 млн т/см³ будет важно далее. Ядро состоит из нуклонов, двух схожих по характеристикам частиц -- положительных протонов и нейтронов. "Вес" атома находится в сверхтяжелом ядре, а остальной объем массы почти не имеет. Атомы не могут сливаться из-за электрических сил отталкивания, возникающих между электронными оболочками. Сами ядра, окажись без оболочек, в обычных условиях слиться тоже не сумеют из-за одинакового по знаку заряда. Таким образом, в привычном земном веществе расстояния между ядрами атомов в 20 000 раз больше них размеру. В приведенном примере с теннисными мячами расстояния между двумя соседними составит 1,34 км. Все остальное пространство заполнено электронными оболочками.
Теперь можно перейти к "железным" звездам. Если звезда имеет массу больше солнечной в 8 раз, то в конце жизненного цикла она может схлопнуться в нейтронную звезду. Подобные звезды могут иметь наэлектризованную железную (в миллиарды раз плотнее и прочнее стали) кору до 2 км толщиной, и внутреннюю часть из свободных нейтронов, небольшого количества протонов и электронов. Только сжаты они гравитацией до плотности атомных ядер, в районе 280 млн т/см³. Центральные области самих нейтронных звезд могут иметь еще более высокую плотность, в 10-15 раз плотнее. Сама звезда может иметь диаметр до 20 км, и практически не излучать света. То есть, окажись такая звезда на месте Луны, ее нельзя было бы разглядеть на небе. Чтобы взлететь с поверхности нейтронной звезды, нужно развить скорость свыше 100 000 км/с. Температура поверхности известных нейтронных звёзд достигает миллиона Кельвинов, у солнца -- 5 772 К. До полного остывания нейтронных звёзд требуется до 10²² лет.
Кстати плотность нашего светила в 1,4 раза больше плотности воды, и состоит оно из раскаленного водорода, который из-зо всех сил пытается вырваться наружу под огромным давлением и температурой, но гравитация не отпускает.
нейтронная звезда в представлении художника
Нейтронную звезду можно обнаружить по аккреционному диску, как и черную дыру. В результате аккреции межзвёздного газа на поверхность нейтронной звезды она может быть наблюдаема в разных спектральных диапазонах, включая оптический, на который приходится только 0,003 % всей излучаемой звездой энергии. Но все же открыли нейтронные звезды с помощью радиотелескопа. В 1967 году были найдены объекты, излучающие регулярные радиоимпульсы, промежутки между импульсами были слишком малы для переменных (мигающих) звёзд — всего лишь секунда с третью. В результате более детальных исследований гипотеза о земном происхождении радиоисточников отпала. Но не отвергалась возможность, что это сигналы радиомаяка от внеземной цивилизации, источник сигнала даже получил обозначение LGM-1 (от англ. little green men — «маленькие зелёные человечки»).
внутренняя часть Крабовидной туманности, где поток частиц с экватора нейтронной звезды PSR B0531+21 врезается в окружающую туманность, формируя ударную волну
upd:
в комментах справедливо заметили, что нагретое до миллиона градусов тело излучает видимый свет и, видимо, довольно сильно; путаница со светимостью связана с незначительной площадью очень маленькой по космическим меркам звезды размером с астероид (даже не карликовой планеты) и на порядки мощными собственными рентгеновским и радиоизлучениями; метафора с Луной, возможно, преувеличена