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.

14 потенциальных объектов, состоящих из антиматерии.

Мало кто из астрономов XIX века, силившихся разглядеть в телескоп небесные тела на мерцающем небосводе, мог предположить космические чудеса, ожидавшие своего открытия в следующем веке.

Настолько плотные звёзды, что чайная ложка такой материи будет весить, как гора. Настолько компактные объекты, что ничто не может преодолеть их гравитационное притяжение. И даже галактики ещё предстояло открыть.

Развитие теории и технологии открыло нам Вселенную, и позволило не только видеть невидимое, но и слышать поступь далёких тёмных гигантов. Сложно представить, что от нас что-то ещё может скрываться – однако всё же гипотетически могут существовать объекты, от которых у вас голова пойдёт кругом.

Возможно, в будущем астрономы обнаружат и их.

Чёрные карлики

Чёрный карлик в представлении художника.

Чёрный карлик в моём представлении.

Израсходовав горючее, звёзды, подобные нашему Солнцу, превратятся в сферы диаметром с Землю, состоящие из очень компактного материала – каждый его кубический сантиметр будет весить около тонны. И хотя после этого они ещё будут светиться, будучи раскалёнными добела, мы называем такие объекты белыми карликами.

Белый карлик Сириус B (отмечен стрелкой) рядом с ярким Сириусом A. Фото телескопа Хаббл.

Поскольку белые карлики уже не выжимают свет из термоядерных реакций, они постепенно остывают. Через сотню миллионов миллиардов лет такой карлик, наконец, достигнет равновесия с фоновой температурой окружения, и станет абсолютно тёмным.

Нашей Вселенной нет и 14 миллиардов лет, поэтому пока их искать смысла нет. Но пройдёт время, и наше небо станет кладбищем звёздных трупов – чёрных карликов.

Вероятность их существования – почти наверняка, надо только подождать.

Объект Торна — Житков

Объект Торна-Житкова в представлении художника.

К счастью, до ухода нашего Солнца в отставку остаётся ещё несколько миллиардов лет. И перед тем, как отключить свой двигатель, наша звезда перестанет так сильно притягивать свою атмосферу, и позволит своей талии расшириться, превратившись в красного гиганта.

Пока неясно, попадут ли изжарившиеся останки Земли в границы раздувшейся звезды, или же постепенная потеря Солнцем массы приведёт к тому, что земная орбита будет постоянно расширяться.

Если планете доведётся встретиться с атмосферой, то омывающая её плазма наверняка затормозит её движение, после чего она по спирали быстро упадёт внутрь звезды.

Но что, если бы вместо нашей каменной планетки на орбите находился объект помощнее – к примеру, ещё одна звезда? Могла бы она продержаться подольше, нарезая вокруг своего компаньона-красного гиганта круги наподобие космической золотой рыбки, кружащей в адском аквариуме?

Такова общая идея объекта Торна — Житков. Его назвали в честь физиков Кипа Торна и Анны Житков. В 1977 году они просчитали, что произойдёт при слиянии красного супергиганта и нейтронной звезды, находящихся в определённых условиях.

Кип Торн и Анна Житков.

По их подсчётам выходило, что нейтронная звезда может дрыгаться внутри красного гиганта лет двести, после чего сольётся с его ядром, сформировав при этом либо более тяжёлую нейтронную звезду, либо, при наличии достаточной массы, сколлапсировав в чёрную дыру.

В 2014 году астрономы решили, что нашли пример такого объекта – звезду HV 2112. Не все исследователи поддерживает такую точку зрения, и считают существование подобных гибридов неподтверждённым.

Pacпoлoжeниe oбъeктa HV 2112.

Вероятность существования: достаточно большая. Цифры сходятся, их нужно только найти.

Бозонные звёзды

Согласно Стандартной Модели в физике, частицы бывают двух типов - бозоны и фермионы.

Частицы стандартной модели, с массами, указанными в левом верхнем углу. Три левых столбца занимают фермионы, два правых — бозоны.
Команду фермионов представляют строительные кирпичики материи, кусочки реальности, не накладывающиеся друг на друга, благодаря чему образуются атомы и растут молекулы.

В команде бозонов присутствует зоопарк частиц, управляющих поведением физических взаимодействий, благодаря которым фермионы держатся друг за дружку или отталкиваются друг от друга, порождая всё, от ядерного распада до спектра света и всей химии целиком.

В отличие от фермионов, у бозонов нет проблем с тем, чтобы находиться в одной точке пространства. Там, где уже есть 20 бозонов, всегда найдётся место ещё для 20.

Теоретически есть одна лазейка, из-за которой поведение бозонов станет менее дружеским. Гипотетический бозон аксион может обладать небольшой массой и отталкиваться от других аксионов, собравшихся в комок.

Достаточно большое количество аксионов вместе создадут сбалансированное облако, которое не будет блокировать свет и излучать собственный. Как и с чёрными дырами, найти такие тёмные бозонные звёзды мы сможем только по их гравитационному влиянию на окружение.

Их существование могло бы помочь объяснить природу тёмной материи. Могло бы.

Вероятность существования: низкая. Пока убедительных свидетельств существования аксионов у нас нет.

Рыхлый шар из фермионов

Мы уже находимся в начале очередного десятилетия XXI века, а до сих пор понятия не имеем, что это за такое странное явление – тёмная материя.

Результаты численного моделирования эволюции структуры Вселенной, проведённого группой исследователей из Калифорнийского университета в Санта-Крус.

Состоит ли она из медленно движущихся частиц? Взаимодействуют ли они сами с собой? Концентрируется ли она в чёрные дыры, или больше похожа на туман?

Высказав достаточно широкие предположения о её природе – допустим, это частицы малой массы, притягивающиеся друг к другу, по размеру гораздо меньше электрона – мы сможем предположить, что достаточно большое количество этого вещества может стечься к центру галактики и сформировать гигантский шар.

Из-за их крохотной массы этот шар будет окружать туманное гало из частиц тёмной материи, медленно движущихся к центру. Перед тем, как они сколлапсируют в чёрную дыру, их общая масса будет сравнимой с несколькими миллионами солнц.

Очень много допущений, и всё же они могут объяснить, почему объекты близ хаотичного центра Млечного Пути двигаются не совсем так, как если бы они вращались вокруг более компактной массы.

Гравитационное притяжение этого рыхлого шара из фермионов, которым дали название «даркино», сможет стянуть к себе достаточно массы для того, чтобы объяснить орбиты этих объектов.

Вероятность существования: довольно низкая. Сначала нужно понять, что собой представляет тёмная материя.

Антизвёзды

Антизвезда в представлении художника.

Для появления такой вселенной, как наша, требуется реализация впечатляющей по объёму акции «два по цене одного». На каждую частицу, появляющуюся из небытия в бурлящем океане квантовой пены, должна появиться частица из антиматерии с противоположным зарядом.

Антиматерия в представлении художника.

Однако встретившись, эти частицы вновь исчезнут, оставив после себя лишь облачко излучения.

Судя по тому, сколько материи нас окружает, 13,8 миллиарда лет назад очень много материи почему-то не уничтожилось. Либо по какой-то причине большое количество антиматерии не появилось, либо она где-то спряталась или исчезла до того, как успела взаимно уничтожиться с полной вещества Вселенной.

Это одна из загадок, над которой усиленно бьются физики.

Забавно, однако, что если где-то в ночном небе будет висеть звезда, состоящая из пропавшей антиматерии, со стороны она будет выглядеть как любой другой ослепительный газовый шар. Единственным намёком на её природу будут характерные вспышки гамма-излучения, возникающие когда её атомы антиводорода аннигилируют с редкими клочками материи, врезающимися в неё.

Антиводород состоит из антипротона и позитрона.

В начале этого года астрономы опубликовали результаты наблюдения, искавшего подобные характерные вспышки. Убрав всё лишнее, учёные остановились на списке из 14 кандидатов в антизвёзды.

Это не означает, что в нашем Млечном Пути реально есть больше десятка звёзд, состоящих из антиматерии. Они всё равно могут оказаться известными источниками гамма-излучения типа пульсаров или чёрных дыр. Но если антизвёзды существуют, то такое гамма-мерцание как раз будет характерным для них.

Ежедневно на земле происходит около 500 вспышек гамма-излучения. Красные точки показывают те, которые были обнаружены космическим гамма-телескопом Ферми в 2010 году. Синие области указывают, где могут возникать потенциальные молнии при вспышках гамма-излучения на земле.

Вероятность существования: чрезвычайно низкая. Однако мог бы получиться хороший эпизод сериала «Звёздный путь».

P.S.: Спасибо всем кто читает, подписывается, ставит "+" и поддерживает рублем! Вы лучшие!

Источник 1

Источник 2

https://t.me/phy6_tg/1667