Нейтронні зірки - це залишки гігантських зірок, які загинули в умовах вогненного вибуху, відомого як наднова. Після такого спалаху ядра цих колишніх зірок ущільнюються в ультрагустий об'єкт з масою сонця, упакованого в кулю розміром з місто.
Як утворюються нейтронні зірки?
Звичайні зірки зберігають свою сферичну форму, оскільки сила тяжіння їх гігантської маси намагається витягнути газ до центральної точки, але збалансована енергією від ядерного синтезу в їх ядрах, що чинить зовнішній тиск, повідомляє НАСА. Наприкінці свого життя зірки, що знаходяться в чотири-вісім разів від маси сонця, згоряють через доступне паливо, і їх внутрішні реакції синтезу припиняються. Зовнішні шари зірок швидко руйнуються всередину, відскакуючи від товстого ядра, а потім знову вибухають як жорстока наднова.
Але щільне ядро продовжує руйнуватися, створюючи тиск настільки високий, що протони та електрони стискаються між собою в нейтрони, а також легкі частинки, які називаються нейтрино, що втікають у далекий Всесвіт. Кінцевим результатом є зірка, маса якої становить 90% нейтронів, яку не можна сильніше видавити, і тому нейтронна зірка більше не може розпадатися.
Характеристика нейтронної зірки
Астрономи вперше теоретизували існування цих химерних зоряних утворень у 1930-х роках, незабаром після виявлення нейтрона. Але лише в 1967 році вчені отримали хороші докази нейтронних зірок у дійсності. Аспірантка на ім'я Джоселін Белл з Кембриджського університету в Англії помічала дивні імпульси в її радіотелескопі, приїжджаючи настільки регулярно, що спочатку думала, що вони можуть бути сигналом від чужої цивілізації, повідомляє Американське фізичне товариство. Візерунки виявилися не такими, як E.T. швидше випромінювання, що випромінюється швидко обертовими нейтронними зірками.
Наднова, яка викликає нейтронну зірку, приділяє велику кількість енергії компактному об'єкту, змушуючи його обертатися на своїй осі між 0,1 і 60 разів за секунду і до 700 разів за секунду. Грізні магнітні поля цих сутностей створюють потужні колони випромінювання, які можуть проноситися повз Землю, як маяки, створюючи те, що відомо як пульсар.
Властивості нейтронних зірок зовсім поза цим світом - одна чайна ложка нейтронно-зіркового матеріалу важила б мільярд тонн. Якби ви хоч якось стояли на їх поверхні, не вмираючи, ви відчували б силу тяжкості в 2 мільярди разів сильнішу, ніж ви відчуваєте на Землі.
Магнітне поле звичайної нейтронної зірки може бути в трильйони разів сильніше земного. Але деякі нейтронні зірки мають ще більш екстремальні магнітні поля, що в тисячу і більше разів перевищують середню нейтронну зірку. Це створює об'єкт, відомий як магніт.
Землетруси на поверхні магніту - еквівалент рухів земної кулі на Землі, які породжують землетруси - можуть вивільнити величезну кількість енергії. За десяту частину секунди магнітар може виробляти більше енергії, ніж сонце випромінювало за останні 100 000 років, повідомляє NASA.
Дослідження нейтронних зірок
Дослідники розглядали можливість використання стабільних, як годинникових імпульсів нейтронних зірок, для допомоги у навігації космічних апаратів, як і GPS-промені, які допомагають орієнтувати людей на Землю. Експеримент на Міжнародній космічній станції під назвою Station Explorer для рентгенівських та навігаційних технологій (SEXTANT) зміг використати сигнал від пульсарів для обчислення місця МКС в межах 10 миль (16 км).
Але багато чого ще потрібно зрозуміти про нейтронні зірки. Наприклад, у 2019 році астрономи помітили наймасштабнішу нейтронну зірку, яку бачили колись - приблизно в 2,14 рази більше, ніж маса нашого Сонця, упаковану в сферу, швидше за все, приблизно в 20 км. При такому розмірі об’єкт знаходиться лише на межі, де він повинен був обвалитися в чорну діру, тому дослідники уважно його вивчають, щоб краще зрозуміти дивну фізику, яка потенційно може працювати на ній.
Дослідники також отримують нові інструменти для кращого вивчення нейтронно-зіркової динаміки. За допомогою обсерваторії гравітаційно-хвильової обертації лазерного інтерферометра (LIGO) фізики мали змогу спостерігати гравітаційні хвилі, що випромінюються, коли дві нейтронні зірки обходять один одного, а потім стикаються. Ці потужні злиття можуть бути відповідальними за створення багатьох дорогоцінних металів, які ми маємо на Землі, включаючи платину та золото, і радіоактивні елементи, такі як уран.
