Нейтронните звезди са останките на гигантски звезди, загинали при огнена експлозия, известна като свръхнова. След такъв изблик ядрата на тези бивши звезди се компактират в ултра плътния обект с масата на слънцето, натъпкана в топка с големина на град.
Как се образуват неутронни звезди?
Обикновените звезди поддържат сферичната си форма, защото силата на тежестта на гигантската им маса се опитва да изтегли газта си към централна точка, но е балансирана от енергията от ядрен синтез в техните ядра, която упражнява външно налягане, според НАСА. В края на живота си звездите, които са между четири и осем пъти повече от масата на слънцето, изгарят чрез наличното си гориво и вътрешните им реакции на синтез спират. Външните слоеве на звездите бързо се сриват навътре, отскачайки от дебелото ядро и след това отново взривява като насилствена свръхнова.
Но плътното ядро продължава да се разпада, създавайки натиск толкова високо, че протоните и електроните се пресоват заедно в неутрони, както и леки частици, наречени неутрино, които избягат в далечната Вселена. Крайният резултат е звезда, чиято маса е 90% неутрони, която не може да бъде притисната по-силно и следователно неутронната звезда не може да се разгради повече.
Характеристики на неутронна звезда
Астрономите за първи път теоретизират за съществуването на тези причудливи звездни образувания през 30-те години на миналия век, малко след откриването на неутрона. Но едва през 1967 г. учените са имали добри доказателства за неутронните звезди в действителност. Абитуриент на име Джоселин Бел от университета в Кеймбридж в Англия забеляза странни импулси в нейния радиотелескоп, пристигайки толкова редовно, че в началото си помисли, че може да са сигнал от извънземна цивилизация, според Американското физическо общество. Моделите се оказаха, че не са Е.Т. а по-скоро излъчване, излъчвано от бързо въртящи се неутронни звезди.
Свръхновата, която поражда неутронна звезда, придава много енергия на компактния обект, карайки той да се върти по оста си между 0,1 и 60 пъти в секунда и до 700 пъти в секунда. Огромните магнитни полета на тези образувания произвеждат мощни радиационни колони, които могат да преминават покрай Земята като фарове, създавайки това, което е известно като пулсар.
Свойствата на неутронните звезди са напълно извън този свят - една чаена лъжичка материал от неутронна звезда би тежила милиард тона. Ако трябваше по някакъв начин да застанете на повърхността им, без да умрете, бихте изпитали сила на тежестта 2 милиарда пъти по-силна от това, което чувствате на Земята.
Магнитното поле на обикновена неутронна звезда може да е трилиони пъти по-силно от земното. Но някои неутронни звезди имат още по-екстремни магнитни полета, хиляда или повече пъти повече от средната неутронна звезда. Това създава обект, известен като магнитар.
Земетресенията по повърхността на магнетар - еквивалентът на движенията на кората на Земята, които генерират земетресения - могат да отделят огромни количества енергия. За една десета от секундата магнитарът може да произведе повече енергия, отколкото слънцето излъчва през последните 100 000 години, според НАСА.
Изследване на неутронни звезди
Изследователите са обмислили използването на стабилните, подобни на часовник импулси от неутронни звезди, за да подпомогнат навигацията на космически кораби, подобно на GPS лъчите, които помагат да се насочват хората на Земята. Експеримент на Международната космическа станция, наречена Station Explorer за рентгенова хронология и навигационна технология (SEXTANT), успя да използва сигнала от пулсари, за да изчисли местоположението на МКС в рамките на 10 мили (16 км).
Но остава да се разбере много за неутронните звезди. Например, през 2019 г. астрономите забелязаха най-масивната неутронна звезда, виждана някога - с около 2,14 пъти по-голяма от масата на нашето слънце, натъпкана в сфера, най-вероятно около 12,4 мили (20 км) напречна. При този размер обектът е точно на границата, където би трябвало да се срути в черна дупка, така че изследователите го изследват отблизо, за да разберат по-добре странната физика, която е потенциално по време на работа, задържайки го.
Изследователите печелят и нови инструменти за по-добро изучаване на динамиката на неутронните звезди. С помощта на лазерния интерферометър на гравитационно-вълновата обсерватория (LIGO) физиците успяха да наблюдават гравитационните вълни, излъчвани, когато две неутронни звезди кръжат една в друга и след това се сблъскват. Тези мощни сливания може да са отговорни за създаването на много от ценните метали, които имаме на Земята, включително платина и злато и радиоактивни елементи, като уран.
