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.
Благодаря космическому телескопу Джеймса Уэбба (JWST) астрономы решили небесную загадку почти четырехлетней давности, обнаружив нейтронную звезду, спрятанную в сердце сверхновой 1987A, расположенной на расстоянии около 170 000 световых лет от нас в Большом Магеллановом облаке.
Нейтронные звезды — это объекты, рождающиеся в результате гравитационного коллапса массивной звезды, как правило, после того, как она исчерпала свое ядерное топливо. При разрушении ядра экстремальные условия давления и плотности заставляют электроны прижиматься к протонам, превращая их в нейтроны в результате ядерных реакций.
На этом этапе вещество звезды сжимается и достигает необычайно высокой плотности. Представьте себе массу, сравнимую с массой Солнца, но сжатую в сферу диаметром около двадцати километров.
Тайна раскрыта благодаря телескопу Джеймса Уэбба
Сверхновая 1987A - результат взрыва массивной звезды, примерно в восемь-десять раз более массивной, чем Солнце. Обнаруженная 37 лет назад, эта вспышка произошла около 160 000 лет назад в Большом Магеллановом Облаке, небольшой галактике-спутнике Млечного Пути, и стала самой близкой и яркой сверхновой, наблюдавшейся в течение примерно 400 лет. Напомним, что эти события играют важнейшую роль в рассеивании таких элементов, как углерод, кислород, кремний и железо, по всей Вселенной, формируя основу для будущих звезд, планет и, возможно, даже жизни.
Объект, лежащий в основе сверхновой 1987A, предположительно был нейтронной звездой, хотя возможность существования черной дыры не исключалась. Сложность обнаружения нейтронной звезды заключалась в толстом слое газа и пыли, выброшенном во время первоначального взрыва. Он действовал как радиоэкран.
Открытие стало возможным благодаря использованию чувствительного инфракрасного прибора телескопа "Джеймс Уэбб", способного проникать сквозь пыль. Выбросы ионизированного аргона и серы из центра сверхновой стали доказательством присутствия нейтронной звезды. Эта ионизация была вызвана излучением, испускаемым нейтронной звездой.
Космический телескоп "Джеймс Уэбб" обнаружил лучшее на сегодняшний день свидетельство выброса нейтронной звезды на месте известной и недавно наблюдавшейся сверхновой.
Нейтронная звезда неопределенной природы
Команда определила, что этот объект примерно в десять раз менее светлый, чем Солнце. Однако его точная природа остается загадкой. Исследователи выдвинули две возможные идеи. Первая заключается в том, что эта нейтронная звезда может быть плотным ядром, называемым пульсаром, который выбрасывает частицы во всех направлениях. Вокруг этого пульсара можно представить себе некое облако, называемое туманностью пульсарного ветра. Вторая идея заключается в том, что эта нейтронная звезда может быть просто более классической, без всякой искусственности вокруг нее.
Дальнейшие наблюдения с помощью телескопа могут разрешить эти вопросы и определить, какой из этих двух сценариев наиболее правдоподобен.
«Чат на чат» — новое развлекательное шоу RUTUBE. В нем два известных гостя соревнуются, у кого смешнее друзья. Звезды создают групповые чаты с близкими людьми и в каждом раунде присылают им забавные челленджи и задания. Команда, которая окажется креативнее, побеждает.
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
Нейтронные звезды — чрезвычайно плотные объекты, образовавшиеся после смерти обычной звезды. Обычно они излучают радиоволны или излучение более высокой энергии, такое как рентгеновские лучи, но в сентябре 2018 года астрономы обнаружили длинный поток инфракрасного света, исходящий от нейтронной звезды на расстоянии 800 световых лет от Земли — нечто, чего раньше никогда не наблюдалось. Исследователи предположили, что пылевой диск, окружающий нейтронную звезду, мог генерировать сигнал, но окончательное объяснение еще не найдено.
Нейтронные звезды образуются из сверхмассивных звезд. Когда они сжигают все запасы своего горючего, то происходит взрыв сверхновой. Этот взрыв раздувает внешние слои звезды в красивое пылевое облако, а центральная область сжимается.
Плотность звезды – это 500000 масс Земли, упакованных в сферу диаметром 20 км. Вес чайной ложки вещества такой плотности составил бы миллионы тонн. На изображении нейтронная звезда показана в масштабе Манхэттена.
Представьте, что каждый ваш страх — это невидимый монстр в бесконечном доме. Сможете ли вы найти выход и освободиться? Сегодня есть возможность узнать ответ — в нашей новой игре!