Красив космически въртящ се връх може един ден да унищожи Земята със смъртоносни лъчи, съобщават учени.
За разлика от Звездата на смъртта от Междузвездни войни, която трябваше да се доближи до планета, за да я взриви, тази брилянтна спирала е в състояние да изгори светове на хиляди светлинни години, подобно на Галактиката на смъртта, която вече беше описана на нашия уебсайт.
„Обичах тази спирала заради нейната красота, но сега, като я гледам, не мога да не се чувствам сякаш гледам в дулото на пистолет“, казва изследователят Питър Тътхил, астроном от университета в Сидни.
В сърцето на този огнен космически въртящ се връх са две горещи, ярки звезди, орбитиращи една около друга. При такова взаимно въртене проблясъци от течащ газ излизат от повърхността на звездите и се сблъскват в междинното пространство, като постепенно се преплитат и усукват орбитите на звездите във въртящи се спирали.
Поредица от 11 изображения, комбинирани и оцветени, показва въртящия се връх, образуван от двойната звезда Wolf-Raet 104. Изображенията са направени в близкия инфрачервен диапазон от телескопа Keck. Питър Тутхил, Университет на Сидни.
Късо съединение
Юл, наречен WR 104, беше открит преди осем години в съзвездието Стрелец. Той обикаля „на всеки осем месеца, с прецизността на космически хронометър“, казва Tuthill.
И двете тежки звезди в WR 104 един ден ще избухнат като свръхнова. Въпреки това, една от двете звезди е силно нестабилна звезда на Wolf-Ray, в последната известна фаза от живота на тежките звезди, преди да стане супернова.
„Астрономите смятат звездите Wolf-Ray за тиктакащи бомби", обяснява Тутхил. „Предпазителят на звездата е почти изгорял - в астрономически термини - и тя може да избухне по всяко време през следващите няколкостотин хиляди години."
Когато Wolf Raye избухне в свръхнова, той „може да изстреля масивен изблик на гама лъчи в нашата посока", казва Тутхил. „И ако има такъв изблик на гама лъчи, не бихме искали Земята да пречи."
Тъй като първоначалната взривна вълна ще се движи със скоростта на светлината, няма да има нищо, което да предупреждава за нейното приближаване.
На огневата линия
Изблиците на гама лъчи са най-мощните експлозии, познати ни във Вселената. За време от няколко милисекунди до минута или повече те могат да освободят толкова енергия, колкото нашето Слънце е направило през всичките си 10 милиарда години съществуване.
Но най-зловещото в този въртящ се връх е, че го виждаме като почти перфектна спирала, според последните изображения от телескопа Кек в Хавай. „Така че можем да видим двоичната система само когато сме практически по нейната ос“, обяснява Тутхил.
За наше голямо съжаление излъчването на гама лъчи става директно по оста на системата. Всъщност, ако един ден се случи избухване на гама лъчи, нашата планета може да се окаже директно на линията на огъня.
„Това е първият обект, за който знаем, че може да изстреля изблик на гама лъчи към нас", казва астрофизикът Ейдриън Мелот от Университета на Канзас в Лорънс, който не е участвал в това изследване. „И разстоянието до системата е плашещо близо."
Юл е на около 8000 светлинни години от Земята, около една четвърт от пътя до центъра на галактиката Млечен път. Въпреки че това изглежда като голямо разстояние, „по-ранни изследвания показаха, че гама лъчите могат да бъдат опустошителни за живота на Земята - ако имаме достатъчно нещастие да бъдем хванати на пътя им - и то на това разстояние“, казва Тутхил.
Възможен сценарий
Докато въртящият се връх може да не взриви Земята на парчета като Звездата на смъртта и Междузвездни войни - поне не от разстояние от 8000 светлинни години - той може да доведе до масово унищожение и дори пълното изчезване на живота, какъвто го познаваме. планета.
Гама лъчите няма да могат да проникнат достатъчно дълбоко в земната атмосфера, за да изгорят почвата, но ще могат да променят химически стратосферата. Според изчисленията на Melot, ако WR 104 изстреля взрив с продължителност около 10 секунди към нас, гама лъчите ще ни лишат от 25 процента от озоновия слой, който ни предпазва от вредните ултравиолетови лъчи. За сравнение, причиненото от човека изтъняване на озоновия слой, което създаде „озонови дупки“ над полярните региони, намали озоновия слой само с 3 до 4 процента.
„Всичко ще бъде много лошо“, казва Мелот. - Всичко ще започне да замира. Хранителната верига може да се срине в океаните и може да има селскостопанска криза и глад."
Освобождаването на гама лъчи може също да доведе до образуването на засенчваща слънцето мъгла и киселинен дъжд. Разстоянието от 8000 години обаче „е твърде голямо, за да бъде забележимо потъмняването“, казва Мелот. - Бих казал, че като цяло ще има по-малко слънчева светлина с 1-2 процента. Климатът може малко да се охлади, но това не трябва да доведе до катастрофална ледникова епоха.
Опасността от космически лъчи
Това, което не е известно за гама лъчите, е колко частици изхвърлят като космически лъчи.
„Обикновено изблиците на гама лъчи се случват толкова далеч от нас, че магнитните полета на Вселената ще отблъснат всякакви космически лъчи, които можем да наблюдаваме, но ако изблик на гама лъчи се случи сравнително близо, всички високоенергийни частици ще се втурнат през галактиката магнитно поле и ни удари", казва Мелот. „Тяхната енергия ще бъде толкова висока, че ще пристигнат почти едновременно със светлинния поток."
„Тази част от Земята, която се окаже, че е изправена пред потока от гама лъчи, ще изпита нещо подобно на намиране недалеч от ядрена експлозия; всички организми могат да страдат от лъчева болест", добавя Мелот. "Нещо повече, космическите лъчи могат да изострят ефекта на гама лъчите върху атмосферата. Но ние просто не знаем колко космически лъчи се излъчват от гама лъчи, така че не можем да оценим степента на опасност.
Също така не е ясно колко широк ще бъде потокът от енергия, освободен от изблика на гама лъчи. Но във всеки случай, конусът на разрушението, излъчван от върха, ще достигне няколкостотин квадратни светлинни години, преди да се доближи до Земята, според изчисленията на Мелот. Tuthill заявява, че „никой няма да може да лети с космически кораб достатъчно далеч, за да избегне удар от лъча, ако той наистина стреля в нашата посока“.
Измислената Звезда на смъртта от Междузвездни войни
не се притеснявай
Тънхил обаче вярва, че въртящият се връх може да е доста безопасен за нас.
„Има твърде много несигурности", обяснява той. „Радиацията може да премине, без да ни причини вреда, ако не сме точно по оста, и никой не е напълно сигурен, че звезди като WR 104 са в състояние да причинят толкова мощен изблик на гама лъчение."
Бъдещите изследвания трябва да се съсредоточат върху това дали WR 104 действително е насочен към Земята и върху изучаването как раждането на свръхнова води до емисии на гама лъчи.
Мелот и други също спекулират, че гама лъчите могат да причинят масово изчезване на видове на Земята. Но дали въртящият се връх представлява реална заплаха за нас, Мелот отбелязва: „Предпочитам да се тревожа за глобалното затопляне.“
За планетите, за устройството на космоса, за човешкото тяло и дълбокия космос. Всеки факт е придружен с голяма и цветна илюстрация.
Масата на Слънцето съставлява 99,86% от масата на цялата Слънчева система, останалите 0,14% идват от планети и астероиди.
Магнитното поле на Юпитер е толкова мощно, че обогатява магнитното поле на нашата планета с милиарди ватове всеки ден.
Най-големият басейн в Слънчевата система, образуван в резултат на сблъсък с космически обект, се намира на Меркурий. Това е басейнът Калорис, който е с диаметър 1550 км. Сблъсъкът беше толкова силен, че ударната вълна премина през цялата планета, променяйки радикално външния й вид.
Слънчевата материя с размер на глава на карфица, поставена в атмосферата на нашата планета, ще започне да абсорбира кислород с невероятна скорост и за част от секундата ще унищожи целия живот в радиус от 160 километра.
1 плутонична година продължава 248 земни години. Това означава, че докато Плутон прави само един пълен оборот около Слънцето, Земята успява да направи 248.
Още по-интересни са нещата с Венера, 1 ден на която продължава 243 земни дни, а годината е само 225.
Марсианският вулкан Olympus Mons е най-големият в Слънчевата система. Дължината му е повече от 600 км, а височината му е 27 км, докато височината на най-високата точка на нашата планета, връх Еверест, достига едва 8,5 км.
Експлозията (избухването) на свръхнова е придружена от освобождаване на гигантско количество енергия. През първите 10 секунди експлодираща супернова произвежда повече енергия, отколкото Слънцето за 10 милиарда години, и за кратък период от време произвежда повече енергия от всички обекти в галактиката взети заедно (с изключение на други супернови). Яркостта на такива звезди лесно засенчва яркостта на галактиките, в които са избухнали.
Малките неутронни звезди, чийто диаметър не надвишава 10 км, тежат колкото Слънцето (запомнете факт №1). Гравитацията на тези астрономически обекти е изключително висока и ако, хипотетично, астронавт кацне върху тях, телесното му тегло ще се увеличи с приблизително един милион тона.
На 5 февруари 1843 г. астрономите откриват комета, на която дават името „Великата“ (известна също като мартенска комета, C/1843 D1 и 1843 I). Летейки близо до Земята през март същата година, той „облицова“ небето на две с опашката си, чиято дължина достига 800 милиона километра. Земляните наблюдаваха влачещата се зад „Голямата комета“ опашка повече от месец, докато на 19 април 1983 г. тя напълно изчезна от небето.
Енергията на слънчевите лъчи, която ни затопля сега, се е зародила в ядрото на Слънцето преди повече от 30 милиона години - отне по-голямата част от това време, за да преодолее плътната обвивка на небесното тяло и само 8 минути, за да достигне повърхността на нашата планета .
Повечето от тежките елементи в тялото ви (като калций, желязо и въглерод) са странични продукти от експлозията на свръхнова, която започна формирането на слънчевата система.
Изследователи от Харвардския университет установиха, че 0,67% от всички скали на Земята са с марсиански произход.
Плътността на 5,6846 x 1026 kg Сатурн е толкова ниска, че ако можехме да го поставим във вода, той би изплувал на самата повърхност.
На луната на Юпитер, Йо, са регистрирани ~400 активни вулкана. Скоростта на емисиите на сяра и серен диоксид по време на изригване може да надхвърли 1 km/s, а височината на потоците може да достигне 500 километра.
Противно на общоприетото схващане, космосът не е пълен вакуум, но е достатъчно близо до него, т.к. Има поне 1 атом на 88 галона (0,4 m3) космическа материя (и както често учат в училище, във вакуум няма атоми или молекули).
Венера е единствената планета в Слънчевата система, която се върти обратно на часовниковата стрелка. Има няколко теоретични обосновки за това. Някои астрономи са убедени, че тази съдба сполетява всички планети с плътна атмосфера, която първо забавя, а след това завърта небесното тяло в посока, обратна на първоначалното му въртене, докато други предполагат, че причината е падането на група големи астероиди върху повърхността на Венера.
От началото на 1957 г. (годината на изстрелването на първия изкуствен спътник Спутник-1) човечеството успя буквално да засее орбитата на нашата планета с различни сателити, но само един от тях имаше късмета да повтори „съдбата“. на Титаник'. През 1993 г. спътникът Олимп, собственост на Европейската космическа агенция, беше унищожен в резултат на сблъсък с астероид.
За най-големия метеорит, паднал на Земята, се смята 2,7-метровият метеорит Хоба, открит в Намибия. Метеоритът тежи 60 тона и се състои от 86% желязо, което го прави най-голямото естествено срещащо се парче желязо на Земята.
Малкият Плутон се смята за най-студената планета (планетоид) в Слънчевата система. Повърхността му е покрита с дебела ледена кора, а температурата пада до -2000 по Целзий. Ледът на Плутон има напълно различна структура от тази на Земята и е няколко пъти по-здрав от стоманата.
Официалната научна теория е, че човек може да оцелее в открития космос без скафандър 90 секунди, ако веднага издиша целия въздух от дробовете си. Ако в белите дробове остане малко количество газ, те ще започнат да се разширяват с последващо образуване на въздушни мехурчета, които, ако се освободят в кръвта, ще доведат до емболия и неизбежна смърт. Ако белите дробове са пълни с газове, те просто ще се пръснат. След 10-15 секунди престой в открития космос водата в човешкото тяло ще се превърне в пара, а влагата в устата и пред очите ще започне да кипи. В резултат на това меките тъкани и мускулите ще се подуят, което ще доведе до пълна неподвижност. Това ще бъде последвано от загуба на зрение, заледяване на носната кухина и ларинкса, синкава кожа, която в допълнение ще страда от тежко слънчево изгаряне. Най-интересното е, че през следващите 90 секунди мозъкът все още ще живее и сърцето ще бие. На теория, ако през първите 90 секунди неудачник космонавт, който е пострадал в открития космос, бъде поставен в барокамера, тогава той ще се размине само с повърхностни щети и лека уплаха.
Теглото на нашата планета е нестабилна величина. Учените са установили, че всяка година Земята печели ~40 160 тона и изхвърля ~96 600 тона, като по този начин губи 56 440 тона.
Земната гравитация притиска човешкия гръбначен стълб, така че когато астронавтът навлезе в космоса, той расте приблизително с 5,08 см. В същото време сърцето му се свива, намалява обема си и започва да изпомпва по-малко кръв. Това е реакцията на тялото към увеличен обем на кръвта, което изисква по-малко налягане, за да циркулира нормално.
В космоса плътно притиснати метални части спонтанно се заваряват заедно. Това се дължи на отсъствието на оксиди на техните повърхности, чието обогатяване става само в среда, съдържаща кислород (ярък пример за такава среда е земната атмосфера). Поради тази причина специалистите на NASA (Националната аеронавтика и космическа администрация) третират всички метални части на космическите кораби с оксидиращи материали.
Между планетата и нейния спътник възниква ефект на приливно ускорение, което се характеризира със забавяне на въртенето на планетата около собствената й ос и промяна в орбитата на спътника. Така всеки век въртенето на Земята се забавя с 0,002 секунди, в резултат на което продължителността на деня на планетата се увеличава с ~15 микросекунди на година, а Луната се отдалечава от нас с 3,8 сантиметра годишно.
„Космическият въртящ се връх“, наречен неутронна звезда, е най-бързо въртящият се обект във Вселената, който прави до 500 оборота в секунда около оста си. Освен това тези космически тела са толкова плътни, че една супена лъжица от съставното им вещество ще тежи ~10 милиарда тона.
Звездата Бетелгейзе се намира на 640 светлинни години от Земята и е най-близкият кандидат до нашата планетна система за титлата свръхнова. Той е толкова голям, че ако го поставите на мястото на Слънцето, ще запълни диаметъра на орбитата на Сатурн. Тази звезда вече е набрала масата от 20 слънца, достатъчна за експлозия и според някои учени трябва да избухне през следващите 2-3 хиляди години. В пика на своята експлозия, която ще продължи най-малко два месеца, Бетелгейзе ще има яркост 1050 пъти по-голяма от Слънцето, което ще направи смъртта му видима от Земята дори с просто око.
Най-близката до нас галактика Андромеда е на 2,52 милиона години. Млечният път и Андромеда се движат един срещу друг с огромни скорости (скоростта на Андромеда е 300 km/s, а на Млечния път е 552 km/s) и най-вероятно ще се сблъскат след 2,5-3 милиарда години.
През 2011 г. астрономите откриха планета, състояща се от 92% ултраплътен кристален въглерод - диамант. Скъпоценното небесно тяло, което е 5 пъти по-голямо от нашата планета и по-тежко от Юпитер, се намира в съзвездието Змии, на разстояние 4000 светлинни години от Земята.
Водещият претендент за титлата обитаема извънслънчева планета, „Супер-Земята“ GJ 667Cc, се намира само на 22 светлинни години от Земята. Пътуването до него обаче ще ни отнеме 13 878 738 000 години.
В орбитата на нашата планета има сметище за отпадъци от развитието на космонавтиката. Повече от 370 000 обекта с тегло от няколко грама до 15 тона обикалят около Земята със скорост 9834 m/s, като се сблъскват един с друг и се разпръскват на хиляди по-малки части.
Всяка секунда Слънцето губи ~1 милион тона материя и става по-леко с няколко милиарда грама. Причината за това е потокът от йонизирани частици, изтичащ от короната му, който се нарича „слънчев вятър“.
С течение на времето планетарните системи стават изключително нестабилни. Това се случва в резултат на отслабване на връзките между планетите и звездите, около които те обикалят. В такива системи орбитите на планетите непрекъснато се изместват и дори могат да се пресичат, което рано или късно ще доведе до сблъсък на планетите. Но дори и това да не се случи, тогава след няколкостотин, хиляди, милиони или милиарди години планетите ще се отдалечат от своята звезда на такова разстояние, че нейното гравитационно привличане просто не може да ги задържи и те ще тръгнат на свободен полет през галактиката.
Още през 1932 г. младият съветски физик теоретик Лев Давидович Ландау (1908-1968) заключава, че във Вселената има свръхплътни неутронни звезди. Нека си представим, че звезда с размерите на нашето Слънце би се свила до размери от няколко десетки километра и материята й ще се превърне в неутрони - това е неутронна звезда.
Както показват теоретичните изчисления, звезди с маса на ядрото повече от 1,2 пъти по-голяма от слънчевата маса експлодират след изчерпване на ядреното си гориво и изхвърлят външните си обвивки с огромна скорост. И вътрешните слоеве на избухналата звезда, които вече не са възпрепятствани от газовото налягане, се свиват към центъра под въздействието на гравитационните сили. За няколко секунди обемът на звездата намалява 1015 пъти! В резултат на чудовищното гравитационно свиване, свободните електрони сякаш са притиснати в ядрата на атомите. Те се свързват с протони и, неутрализирайки заряда им, образуват неутрони. Лишени от електрически заряд, неутроните под натоварването на горните слоеве започват бързо да се приближават един към друг. Но налягането на изродения неутронен газ спира по-нататъшното компресиране. Появява се неутронна звезда, състояща се почти изцяло от неутрони. Размерите му са около 20 km, а плътността в дълбините достига 1 милиард t/cm3, тоест близка до плътността на атомно ядро.
И така, неутронната звезда е като гигантско атомно ядро, пренаситено с неутрони. Само, за разлика от атомното ядро, неутроните се държат не от вътрешноядрени сили, а от гравитационни сили. Според изчисленията такава звезда бързо се охлажда и в рамките на няколко хиляди години след образуването й температурата на повърхността й трябва да падне до 1 милион K, което се потвърждава и от измервания, направени в космоса. Разбира се, самата тази температура все още е много висока (170 пъти по-висока от температурата на повърхността на Слънцето), но тъй като неутронната звезда е съставена от изключително плътна материя, нейната точка на топене е много по-висока от 1 милион К. Като в резултат повърхността на неутронните звезди трябва да е... твърда! Такива звезди, макар и горещи, имат твърда кора, чиято здравина многократно надвишава здравината на стоманата.
Силата на гравитацията върху повърхността на неутронна звезда е толкова силна, че ако човек успее да достигне повърхността на необичайна звезда, той ще бъде смачкан от нейната чудовищна гравитация до дебелината на марката, която остава върху плик от поща вещ.
През лятото на 1967 г. студентката от университета в Кеймбридж (Англия) Джоселин Бел получава много странни радиосигнали. Те пристигаха на кратки импулси точно на всеки 1,33730113 секунди. Изключително високата точност на радиоимпулсите наведе на мисълта: тези сигнали ли се изпращат от представители на древната цивилизация?
Въпреки това през следващите няколко години в небето бяха открити много подобни обекти с бързо пулсиращо радиоизлъчване. Те се наричаха пулсари, тоест пулсиращи звезди.
Когато радиотелескопите бяха насочени към мъглявината Рак, в центъра й беше открит и пулсар с период от 0,033 секунди. С развитието на извънатмосферните наблюдения се установи, че излъчва и рентгенови импулси, като рентгеновото лъчение е основното и е много по-силно от всички останали лъчения.
Изследователите скоро разбраха, че причината за строгата периодичност на пулсарите е бързото въртене на някои специални звезди. Но такива кратки периоди на пулсации, които варират от 1,6 милисекунди до 5 секунди, могат да се обяснят с бързото въртене само на много малки и много плътни звезди (една голяма звезда неизбежно ще бъде разкъсана от центробежни сили!). И ако е така, тогава пулсарите не са нищо повече от неутронни звезди!
Но защо неутронните звезди се въртят толкова бързо? Нека си припомним: екзотична звезда се ражда в резултат на силното компресиране на огромна звезда. Следователно, в съответствие със закона за запазване на ъгловия момент, скоростта на въртене на звездата трябва да се увеличи рязко, а периодът на въртене трябва да намалее. Освен това неутронната звезда е още по-силно магнетизирана. Силата на магнитното поле на повърхността е трилион (1012) пъти по-голяма от силата на магнитното поле на Земята! Мощното магнитно поле също е резултат от силно компресиране на звездата - намаляване на нейната повърхност и удебеляване на линиите на магнитното поле. Истинският източник на активност на пулсарите (неутронни звезди) обаче не е самото магнитно поле, а ротационната енергия на звездата. И губейки енергия от електромагнитно и корпускулярно излъчване, пулсарите постепенно забавят въртенето си.
Докато радиопулсарите са единични неутронни звезди, рентгеновите пулсари са компоненти на бинарни системи. Тъй като гравитационната сила на повърхността на неутронна звезда е милиарди пъти по-силна, отколкото на Слънцето, тя „дърпа към себе си“ газа на съседна (обикновена) звезда. Газовите частици удрят неутронната звезда с висока скорост, нагряват се при удара по повърхността й и излъчват рентгенови лъчи. Неутронна звезда може да се превърне в източник на рентгеново лъчение, дори ако се скита в облак от междузвезден газ.
От какво се състои механизмът на пулсация на неутронната звезда? Не бива да мислите, че звездата просто пулсира. Ситуацията е съвсем различна. Както вече споменахме, пулсарът е бързо въртяща се неутронна звезда. На повърхността му очевидно има активна област под формата на „гореща точка“, излъчваща тесен, строго насочен лъч радиовълни. И в момента, когато този лъч се насочи към земен наблюдател, последният ще забележи радиационен импулс. С други думи, неутронната звезда е като радиомаяк и нейният период на пулсация е равен на периода на въртене на този „маяк“. Въз основа на този модел може да се разбере защо в редица случаи не е открит на мястото на експлозия на свръхнова, където със сигурност трябва да се намира пулсар. Наблюдават се само онези пулсари, чието излъчване е добре ориентирано спрямо Земята.
Неутронната звезда е много бързо въртящо се тяло, останало след експлозия. С диаметър от 20 километра това тяло има маса, сравнима със слънцето; един грам неутронна звезда би тежал повече от 500 милиона тона при земни условия! Тази огромна плътност възниква от притискането на електрони в ядра, от които те се комбинират с протони, за да образуват неутрони. Всъщност неутронните звезди са много сходни по свойства, включително плътност и състав, с атомните ядра. Но има съществена разлика: в ядрата нуклоните се привличат чрез силно взаимодействие, а в звездите - чрез сила
какво е то
За да разберете какви са тези мистериозни обекти, силно препоръчваме да се обърнем към изказванията на Сергей Борисович Попов Сергей Борисович ПоповАстрофизик и популяризатор на науката, доктор на физико-математическите науки, водещ изследовател в Държавния астрономически институт на името на. НАСТОЛЕН КОМПЮТЪР. Щернберг. Лауреат на фондация „Династия“ (2015). Лауреат на държавната награда „За вярност към науката” като най-добър популяризатор на 2015 г
Състав на неутронни звезди
Съставът на тези обекти (по очевидни причини) досега е изследван само в теорията и математическите изчисления. Много обаче вече се знае. Както подсказва името, те се състоят предимно от плътно опаковани неутрони.
Атмосферата на неутронната звезда е с дебелина само няколко сантиметра, но цялото й топлинно излъчване е концентрирано в нея. Зад атмосферата има кора, състояща се от плътно опаковани йони и електрони. В средата има ядро, съставено от неутрони. По-близо до центъра се достига максималната плътност на материята, която е 15 пъти по-голяма от ядрената плътност. Неутронните звезди са най-плътните обекти във Вселената. Ако се опитате да увеличите допълнително плътността на материята, ще настъпи колапс в черна дупка или ще се образува кваркова звезда.
Сега тези обекти се изучават чрез изчисляване на сложни математически модели на суперкомпютри.
Магнитно поле
Неутронните звезди имат скорост на въртене до 1000 оборота в секунда. В този случай електропроводимата плазма и ядрената материя създават магнитни полета с гигантска величина.
Например магнитното поле на Земята е -1 гаус, на неутронна звезда - 10 000 000 000 000 гауса. Най-силното поле, създадено от човека, ще бъде милиарди пъти по-слабо.
Видове неутронни звезди
Пулсари
Това е общо наименование за всички неутронни звезди. Пулсарите имат ясно определен период на въртене, който не се променя много дълго време. Благодарение на това свойство те бяха наречени „фарове на Вселената“. 
Частиците излитат през полюсите в тесен поток с много високи скорости, превръщайки се в източник на радиоизлъчване. Поради несъответствието на осите на въртене, посоката на потока постоянно се променя, създавайки ефект на фар. И като всеки маяк, пулсарите имат собствена честота на сигнала, по която могат да бъдат идентифицирани.
Почти всички открити неутронни звезди съществуват в бинарни рентгенови системи или като единични пулсари.
Магнетари
Когато се ражда много бързо въртяща се неутронна звезда, цялостното въртене и конвекция създават огромно магнитно поле. Това се случва поради процеса на „активно динамо“. Това поле превишава полетата на обикновените пулсари с десетки хиляди пъти. Действието на динамото приключва след 10-20 секунди и атмосферата на звездата се охлажда, но през този период магнитното поле успява да се появи отново. Той е нестабилен и бързата промяна в структурата му генерира освобождаване на гигантско количество енергия. Оказва се, че магнитното поле на звездата се саморазкъсва. Има около дузина кандидати за ролята на магнетари в нашата галактика. Появата му е възможна от звезда, която е поне 8 пъти по-голяма от масата на нашето Слънце. Размерите им са около 15 км в диаметър, с маса около една слънчева маса. Но достатъчно потвърждение за съществуването на магнетари все още не е получено.
Рентгенови пулсари.
Те се считат за различна фаза от живота на магнетара и излъчват изключително в рентгеновия диапазон. Радиацията възниква в резултат на експлозии, които имат определен период.
Някои неутронни звезди се появяват в бинарни системи или придобиват спътник, улавяйки го в своето гравитационно поле. Такъв спътник ще даде своето имущество на агресивния съсед. Ако спътникът на неутронната звезда има маса не по-малка от Слънцето, тогава са възможни интересни явления - избухвания. Това са рентгенови светкавици с продължителност секунди или минути. Но те са в състояние да увеличат яркостта на една звезда до 100 хиляди слънчеви. Водородът и хелият, прехвърлени от спътника, се наслояват върху повърхността на разпръсквача. Когато слоят стане много плътен и горещ, се задейства термоядрена реакция. Силата на такава експлозия е невероятна: всеки квадратен сантиметър от звезда освобождава мощност, еквивалентна на експлозията на целия ядрен потенциал на Земята.
В присъствието на гигантски спътник материята се губи за него под формата на звезден вятър и неутронната звезда го привлича с гравитацията си. Частиците летят по силови линии към магнитните полюси. Ако магнитната ос и оста на въртене не съвпадат, яркостта на звездата ще бъде променлива. Резултатът е рентгенов пулсар.
Милисекундни пулсари.
Те също са свързани с двоични системи и имат най-кратки периоди (по-малко от 30 милисекунди). Противно на очакванията, те се оказват не най-младите, а доста възрастни. Стара и бавна неутронна звезда поглъща материя от своя гигантски спътник. Падайки върху повърхността на нашественика, материята му предава ротационна енергия и въртенето на звездата се засилва. Постепенно спътникът ще се превърне в, губейки маса.
Екзопланети около неутронни звезди
Беше много лесно да се намери планетарна система около пулсара PSR 1257+12, на 1000 светлинни години от Слънцето. В близост до звездата има три планети с маси 0,2, 4,3 и 3,6 земни маси с орбитални периоди 25, 67 и 98 дни. По-късно е открита друга планета с масата на Сатурн и орбитален период от 170 години. Известен е и пулсар с планета, малко по-масивна от Юпитер.
Всъщност е парадоксално, че в близост до пулсар съществуват планети.Неутронна звезда се ражда в резултат на експлозия на свръхнова и губи по-голямата част от масата си. Останалата част вече няма достатъчна гравитация, за да задържи сателитите. Намерените планети вероятно са се образували след катаклизма.
Проучване
Броят на известните неутронни звезди е около 1200. От тях 1000 се считат за радиопулсари, а останалите са идентифицирани като източници на рентгенови лъчи. Невъзможно е да се изследват тези обекти, като се изпрати апаратура до тях. Бяха изпратени съобщения до интелигентни същества в корабите Pioneer. А местоположението на нашата слънчева система е посочено точно с ориентацията към най-близките до Земята пулсари. От Слънцето линиите показват посоките към тези пулсари и разстоянията до тях. А прекъсването на линията показва периода на тяхното обращение.
Нашият най-близък неутронен съсед се намира на 450 светлинни години. Това е двойна система - неутронна звезда и бяло джудже, нейният период на пулсация е 5,75 милисекунди.
Едва ли е възможно да бъдеш близо до неутронна звезда и да оцелееш. Човек може само да си фантазира по тази тема. И как можем да си представим стойностите на температурата, магнитното поле и налягането, които излизат извън границите на разума? Но пулсарите също ще ни помогнат в изследването на междузвездното пространство. Всяко, дори и най-далечното галактическо пътуване, няма да бъде катастрофално, ако има стабилни маяци, видими във всички краища на Вселената.
>Пулсар (розов) може да се види в центъра на галактиката M82.
Разгледайте пулсари и неутронни звездиВселената: описание и характеристики със снимки и видео, структура, ротация, плътност, състав, маса, температура, търсене.
Пулсари
ПулсариТе са сферични компактни обекти, чиито размери не излизат извън границите на голям град. Изненадващото е, че с такъв обем те надвишават по маса слънчевата маса. Те се използват за изследване на екстремни състояния на материята, откриване на планети извън нашата система и измерване на космически разстояния. В допълнение, те помогнаха да се намерят гравитационни вълни, които показват енергийни събития, като свръхмасивни сблъсъци. Открит за първи път през 1967 г.
Какво е пулсар?
Ако търсите пулсар в небето, той изглежда като обикновена мигаща звезда, следваща определен ритъм. Всъщност тяхната светлина не трепти и не пулсира и те не изглеждат като звезди.
Пулсарът произвежда два постоянни, тесни лъча светлина в противоположни посоки. Ефектът на трептене се създава, защото те се въртят (принцип на маяка). В този момент лъчът удря Земята и след това се завърта отново. Защо се случва това? Факт е, че светлинният лъч на пулсара обикновено не е подравнен с неговата ос на въртене.
Ако мигането се генерира от въртене, тогава скоростта на импулсите отразява скоростта, с която се върти пулсарът. Открити са общо 2000 пулсара, повечето от които се въртят веднъж в секунда. Но има приблизително 200 обекта, които успяват да направят сто оборота за едно и също време. Най-бързите се наричат милисекундни, защото техният брой обороти в секунда е равен на 700.
Пулсарите не могат да се считат за звезди, поне „живи“. По-скоро те са неутронни звезди, образувани след като масивна звезда изчерпа горивото си и колабира. В резултат на това се създава силен взрив - свръхнова, а останалият плътен материал се трансформира в неутронна звезда.
Диаметърът на пулсарите във Вселената достига 20-24 км, а масата им е два пъти по-голяма от тази на Слънцето. За да ви дам представа, парче от такъв обект с размерите на кубче захар ще тежи 1 милиард тона. Тоест в ръката ви се побира нещо тежко като Еверест! Вярно е, че има още по-плътен обект - черна дупка. Най-масивният достига 2,04 слънчеви маси.
Пулсарите имат силно магнитно поле, което е 100 милиона до 1 квадрилион пъти по-силно от земното. За да започне една неутронна звезда да излъчва светлина като пулсар, тя трябва да има правилното съотношение на силата на магнитното поле и скоростта на въртене. Случва се лъч от радиовълни да не премине през зрителното поле на наземен телескоп и да остане невидим.
Радиопулсари
Астрофизикът Антон Бирюков за физиката на неутронните звезди, забавянето на въртенето и откриването на гравитационните вълни:
Защо пулсарите се въртят?
Бавността на пулсара е едно завъртане в секунда. Най-бързите ускоряват до стотици обороти в секунда и се наричат милисекундни. Процесът на въртене възниква, защото звездите, от които са се образували, също са се въртели. Но за да постигнете тази скорост, имате нужда от допълнителен източник.
Изследователите смятат, че милисекундните пулсари са се образували чрез кражба на енергия от съсед. Може да забележите наличието на чуждо вещество, което увеличава скоростта на въртене. И това не е добре за ранения спътник, който един ден може да бъде напълно погълнат от пулсара. Такива системи се наричат черни вдовици (на името на опасен вид паяк).
Пулсарите са способни да излъчват светлина в няколко дължини на вълната (от радио до гама лъчи). Но как го правят? Учените все още не могат да намерят точен отговор. Смята се, че за всяка дължина на вълната отговаря отделен механизъм. Подобните на маяк лъчи са направени от радиовълни. Те са ярки и тесни и приличат на кохерентна светлина, където частиците образуват фокусиран лъч.
Колкото по-бързо е въртенето, толкова по-слабо е магнитното поле. Но скоростта на въртене е достатъчна, за да излъчват толкова ярки лъчи, колкото бавните.
По време на въртене магнитното поле създава електрическо поле, което може да доведе заредените частици в подвижно състояние (електрически ток). Областта над повърхността, където магнитното поле доминира, се нарича магнитосфера. Тук заредените частици се ускоряват до невероятно високи скорости поради силно електрическо поле. Всеки път, когато се ускоряват, те излъчват светлина. Изобразява се в оптичен и рентгенов диапазон.
Какво ще кажете за гама лъчите? Изследванията показват, че техният източник трябва да се търси другаде близо до пулсара. И ще приличат на вентилатор.
Търсене на пулсари
Радиотелескопите остават основният метод за търсене на пулсари в космоса. Те са малки и бледи в сравнение с други обекти, така че трябва да сканирате цялото небе и постепенно тези обекти да попаднат в обектива. Повечето са открити с помощта на обсерваторията Паркс в Австралия. Много нови данни ще бъдат достъпни от антенната решетка Square Kilometer (SKA) от 2018 г.
През 2008 г. беше изстрелян телескопът GLAST, който откри 2050 пулсара, излъчващи гама-лъчи, от които 93 милисекунди. Този телескоп е невероятно полезен, защото сканира цялото небе, докато други подчертават само малки области по равнината.
Намирането на различни дължини на вълната може да бъде предизвикателство. Факт е, че радиовълните са невероятно мощни, но може просто да не попаднат в обектива на телескопа. Но гама радиацията се разпространява в по-голяма част от небето, но е по-ниска по яркост.
Сега учените знаят за съществуването на 2300 пулсара, открити чрез радиовълни и 160 чрез гама лъчи. Има и 240 милисекунди пулсара, от които 60 произвеждат гама лъчи.
Използване на пулсари
Пулсарите са не само удивителни космически обекти, но и полезни инструменти. Излъчената светлина може да разкаже много за вътрешните процеси. Това означава, че изследователите са в състояние да разберат физиката на неутронните звезди. Тези обекти имат толкова високо налягане, че поведението на материята се различава от обичайното. Странното съдържание на неутронните звезди се нарича „ядрена паста“.
Пулсарите носят много предимства благодарение на прецизността на техните импулси. Учените познават конкретни обекти и ги възприемат като космически часовници. Така започнаха да се появяват спекулации за наличието на други планети. Всъщност първата намерена екзопланета обикаля около пулсар.
Не забравяйте, че пулсарите продължават да се движат, докато „мигат“, което означава, че могат да се използват за измерване на космически разстояния. Те също участваха в тестването на теорията на относителността на Айнщайн, като моменти с гравитация. Но редовността на пулсацията може да бъде нарушена от гравитационни вълни. Това беше забелязано през февруари 2016 г.
Пулсарски гробища
Постепенно всички пулсари се забавят. Излъчването се захранва от магнитното поле, създадено от въртенето. В резултат на това той също губи своята мощност и спира да изпраща лъчи. Учените са начертали специална линия, където гама лъчите все още могат да бъдат открити пред радиовълните. Веднага щом пулсарът падне под него, той се отписва в гробището на пулсарите.
Ако пулсар е образуван от останките на свръхнова, тогава той има огромен енергиен резерв и висока скорост на въртене. Примерите включват младия обект PSR B0531+21. Той може да остане в тази фаза няколкостотин хиляди години, след което ще започне да губи скорост. Пулсарите на средна възраст съставляват по-голямата част от населението и произвеждат само радиовълни.
Пулсарът обаче може да удължи живота си, ако наблизо има сателит. След това ще издърпа материала си и ще увеличи скоростта на въртене. Такива промени могат да настъпят по всяко време, поради което пулсарът е способен да се преражда. Такъв контакт се нарича рентгенова бинарна система с малка маса. Най-старите пулсари са милисекундни. Някои достигат възраст милиарди години.
Неутронни звезди
Неутронни звезди- доста мистериозни обекти, надвишаващи слънчевата маса 1,4 пъти. Те се раждат след експлозията на по-големи звезди. Нека се запознаем по-добре с тези образувания.
Когато звезда 4-8 пъти по-масивна от Слънцето експлодира, ядро с висока плътност остава и продължава да се разпада. Гравитацията притиска толкова силно материала, че кара протоните и електроните да се слеят заедно, за да станат неутрони. Ето как се ражда неутронна звезда с висока плътност.
Тези масивни обекти могат да достигнат диаметър от само 20 км. За да ви дадем представа за плътността, само една лъжичка материал от неутронна звезда би тежала милиард тона. Гравитацията на такъв обект е 2 милиарда пъти по-силна от тази на Земята и мощността е достатъчна за гравитационни лещи, което позволява на учените да видят гърба на звездата.
Ударът от експлозията оставя импулс, който кара неутронната звезда да се върти, достигайки няколко оборота в секунда. Въпреки че могат да ускорят до 43 000 пъти в минута.
Гранични слоеве в близост до компактни обекти
Астрофизикът Валери Сюлейманов за появата на акреционни дискове, звезден вятър и материя около неутронни звезди:
Вътрешността на неутронните звезди
Астрофизикът Сергей Попов за екстремните състояния на материята, състава на неутронните звезди и методите за изследване на вътрешността:
Когато неутронна звезда е част от двойна система, където е избухнала свръхнова, картината е още по-впечатляваща. Ако втората звезда е по-ниска по маса от Слънцето, тогава тя изтегля масата на спътника в „лоба на Рош“. Това е сферичен облак от материал, обикалящ около неутронна звезда. Ако спътникът е бил 10 пъти по-голям от слънчевата маса, тогава масовият трансфер също е коригиран, но не толкова стабилен. Материалът тече по магнитните полюси, нагрява се и създава рентгенови пулсации.
До 2010 г. 1800 пулсара са открити с помощта на радиооткриване и 70 с помощта на гама лъчи. Някои екземпляри дори имаха планети.
Видове неутронни звезди
Някои представители на неутронните звезди имат струи от материал, течащи почти със скоростта на светлината. Когато прелитат покрай нас, проблясват като светлина на фар. Поради това те се наричат пулсари.
Когато рентгеновите пулсари вземат проби от материал от техните по-масивни съседи, те влизат в контакт с магнитно поле и произвеждат мощни лъчи, видими в радио, рентгенови, гама-лъчи и оптичен спектър. Тъй като източникът се намира в спътника, те се наричат акреционни пулсари.
Въртящите се пулсари в небето се задвижват от въртенето на звездите, защото високоенергийните електрони взаимодействат с магнитното поле на пулсара над полюсите. Тъй като материалът вътре в магнитосферата на пулсара се ускорява, това го кара да произвежда гама лъчи. Освобождаването на енергия забавя въртенето.
