Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Нейтронна зірка



План:


Введення

Будова нейтронної зірки.

Нейтронна зірка - астрономічний об'єкт, є одним з кінцевих продуктів еволюції зірок, складається з нейтронної серцевини і тонкої кори виродженого речовини з переважанням ядер заліза і нікелю. Маса нейтронної зірки практично така ж, як і у Сонця, але радіус всього 10 км. Тому середня щільність речовини такої зірки в кілька разів перевищує щільність атомного ядра (яка для важких ядер складає в середньому 2,8 10 17 кг / м ). Вважається, що нейтронні зірки народжуються під час спалахів наднових.

Neutron star collision.ogv
Зіткнення

1. Загальні відомості

Маси більшості відомих нейтронних зірок близькі до 1,44 маси Сонця, що дорівнює значенню межі Чандрасекара. Теоретично ж допустимі нейтронні зірки з масами від 1,4 до приблизно 2,5 сонячних мас, однак ці значення в даний час відомі дуже неточно. Найбільш масивні нейтронні зірки з відкритих - Vela X-1 (Англ.) рос. (Має масу не менше 1,88 0,13 сонячних мас на рівні , що відповідає рівнем значущості α ≈ 34%) [1] і PSR J1614-2230 (Англ.) рос. (З оцінкою маси 1,97 0,04 сонячних) [2] [3] [4]. Сили тяжіння в нейтронних зірках врівноважуються тиском виродженого нейтронного газу, максимальне значення маси нейтронної зірки задається межею Оппенгеймера - Волкова, чисельне значення якого залежить від (поки ще погано відомого) рівняння стану речовини в ядрі зірки. Існують теоретичні передумови того, що при ще більшому збільшенні щільності можливо переродження нейтронних зірок у кваркових [5].

Магнітне поле на поверхні нейтронних зірок досягає значення 10 12 -10 13 Гс (для порівняння - у Землі близько 1 Гс), саме процеси в магнітосфера нейтронних зірок відповідальні за радіовипромінювання пульсарів. Починаючи з 1990-х років, деякі нейтронні зірки ототожнені як магнітари (рідше пишуть також магнетарів) - зірки, що володіють магнітними полями порядку 14 жовтня Гс і вище. Такі поля (перевищують "критичний" значення 4,414 13 жовтня Гс, при якому енергія взаємодії електрона з магнітним полем перевищує його енергію спокою m e c) привносять якісно нову фізику, так як стають істотні специфічні релятивістські ефекти, поляризація фізичного вакууму і т. д.

Гравітаційне відхилення світла (через релятивістського відхилення світла видно більше половини поверхні)

2. Історія відкриття

Нейтронні зірки - одні з небагатьох астрономічних об'єктів, які були теоретично передбачені до відкриття спостерігачами. В 1933 астрономи Вальтер Бааде і Фріц Цвіккі припустили, що нейтронні зірки можуть утворюватися в результаті вибуху наднової. Теоретичні розрахунки того часу показали, що випромінювання нейтронних зірок дуже слабо, і їх неможливо виявити. Про нейтронних зірок на час забули. В 1967 Джоселин Белл ( англ. Jocelyn Bell Burnell ), Аспірантка Е. Хьюішем, відкрила об'єкти, що випромінюють регулярні імпульси радіохвиль. Цей феномен був пояснений як вузько спрямований радіопромінь від швидко обертає об'єкта - своєрідний "космічний маяк". Але звичайні зірки зруйнувалися б від такої високої швидкості обертання. На роль таких маяків могли підходити тільки нейтронні зірки. Пульсар PSR B1919 +21 вважається першою відкритою нейтронної зіркою.


3. Класифікація нейтронних зірок

Існує два параметри, що характеризують взаємодію нейтронних зірок з навколишнім речовиною і як наслідок їх спостережні прояви: період обертання і величина магнітного поля. З часом зірка витрачає свою обертальну енергію, і її період обертання збільшується. Магнітне поле теж слабшає. З цієї причини нейтронна зірка за час свого життя може змінювати свій тип. Нижче представлена ​​номенклатура нейтронних зірок у порядку убування швидкості обертання [6].


3.1. Ежектор ( радіопульсар)

Сильні магнітні поля та малий період обертання. Магнітне поле обертається твердотільні, тобто з тією ж кутовий швидкістю, що і сама нейтронна зірка. На певному радіусі R_L = \ frac {c} {\ omega} лінійна швидкість обертання поля починає перевершувати швидкість світла. Цей радіус називається радіусом світлового циліндра. За цим радіусом звичайне дипольне поле існувати не може, тому лінії напруженості поля в цьому місці обриваються. Заряджені частинки, що рухаються вздовж ліній магнітного поля, через такі обриви можуть залишати нейтронну зірку і відлітати на нескінченність. Нейтронна зірка даного типу ежектує (англ. eject - вивергати, виштовхувати) релятивістські заряджені частинки, які випромінюють в радіодіапазоні. Для спостерігача ежектори виглядають як радіопульсари.


3.2. Пропелер

Швидкість обертання вже недостатня для ежектування частинок, тому така зірка не може бути радиопульсаров. Однак вона все ще велика, і захоплена магнітним полем навколишнє нейтронну зірку матерія не може впасти, тобто акреція речовини не відбувається. Нейтронні зірки даного типу практично не мають спостережних проявів, і вивчені погано.

3.3. Аккретора ( рентгенівський пульсар)

Швидкість обертання знижується до такого ступеня, що речовині тепер нічого не заважає падати на зірку. Плазма, падаючи, рухається по лініях магнітного поля і вдаряється об тверду поверхню в районі полюсів нейтронної зірки, розігріваючи до мільйонів градусів. Речовина, нагріте до настільки високих температур, світиться в рентгенівському діапазоні. Область, у якій відбувається зіткнення падаючого речовини з поверхнею зірки, дуже мала - всього близько 100 метрів. Це гаряче пляма через обертання зірки періодично пропадає з виду, що спостерігач сприймає як пульсації. Такі об'єкти називаються рентгенівськими пульсарами.


3.4. Георотатор

Швидкість обертання таких нейтронних зірок мала, і не перешкоджає акреції. Але розміри магнітосфери такі, що плазма зупиняється магнітним полем раніше, ніж вона буде захоплена гравітацією. Подібна ситуація реалізується в магнітосфері Землі, через що даний тип і отримав свою назву.

Примітки

  1. H. Quaintrell та ін The mass of the neutron star in Vela X-1 and tidally induced non-radial oscillations in GP Vel - adsabs.harvard.edu/abs/2003A & A. .. 401 .. 313Q / / Astronomy and Astrophysics. - Квітень 2003. - № 401. - С. 313-323.
  2. PB Demorest, T. Pennucci, SM Ransom, MSE Roberts & JWT Hessels A Two-solar-mass neutron star measured using Shapiro delay - dx.doi.org/10.1038/nature09466 (Англ.) / / Nature. - 2010. - Т. 467. - С. 1081-1083.
  3. ВікіНовини. Відкрита найважча з відомих нейтронна зірка
  4. "Надважка" нейтронна зірка заперечує теорію "вільних" кварків - www.rian.ru/science/20101029/290413568.html, РИА Новости (29 жовтня 2010).
  5. Народженню дивних зірочок допомагає темна матерія? / / Elementy.ru, 2010 - elementy.ru/news/431437
  6. В. М. Ліпунов Астрофізика нейтронних зірок - Наука. - 1987. - С. 90.

Література


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Нейтронна оптика
Нейтронна фізика
Q-зірка
Am-зірка
Зірка
S2 (зірка)
Зірка
Подвійна зірка
Спалахує зірка
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru