Нейтронные звёзды. Их существование было предсказано за многие годы
до того, как возможности астрономии позволили обнаружить во Вселенной
эти необычные объекты с уникальными свойствами. В
начале 30-х годов прошлого столетия, вскоре после того, как было
расшифровано строение атомного ядра и экспериментально доказано
существование «тяжелых» частиц — нейтронов, не несущих электрического
заряда, выдающийся физик Лев Ландау (1908—1968) теоретически доказал,
что не исключено обнаружение и крупных устойчивых объектов, в основном
состоящих из нейтронов, — нейтронных звезд.
А в 1933 году немецкие астрофизики Вальтер Бааде и Франц Цвикки
высказали предположение, что нейтронная звезда может образоваться в
результате взрыва сверхновой. Но первые признаки существования
загадочных небесных тел были обнаружены лишь в 1967 году — для этого
понадобилось, чтобы радиоастрономия в своем развитии достигла серьезных
успехов.
Что скрывалось за пульсарами
 Открытие
нейтронных звезд было полной неожиданностью, ведь расчеты показывали,
что их светимость ничтожна, а размеры не превышают 10—30 км (диаметр
рядового астероида в Солнечной системе). В 1967 г. британские
радиоастрономы под руководством Э. Хьюиша исследовали мерцающие
источники радиоизлучения в различных участках неба и внезапно
столкнулись с очень странными излучающими объектами, которые посылали
мощные радиоимпульсы через строго определенные небольшие промежутки
времени — сотые и даже тысячные доли секунды. Причем промежутки между
двумя импульсами никогда не превышали восьми секунд. Импульсы были
настолько регулярными, что у ученых даже возникло, предположение, что им
удалось зафиксировать сигналы внеземных цивилизаций. Однако вскоре по
всему небу обнаружилось несколько сот подобных источников
радиоизлучения, а их природное происхождение больше не вызывало
сомнения. Мигающие «радиомаяки» назвали пульсарами– нейтронными звездами.
Однако их природа оставалось загадкой — сигналы, казалось, возникают
прямо в межзвездной пустоте и не связаны ни с какими крупными объектами —
звездами или туманностями. Недоумение исследователей рассеялось, когда
один из пульсаров удалось отождествить со слабой звездочкой в центре
Крабовидной туманности — остатков от взрыва сверхновой звезды,
случившегося в 1054 г. Наблюдения показали, что звезда меняет свою
яркость, а также излучение в рентгеновском и гамма-диапазоне с такой же
частотой, как и радиоизлучение. Однако реальные свойства нейтронных
звезд все еще оставались загадкой.
Гравитационный процесс
 Вот
тут-то исследователи и вспомнили о явлении гравитационного коллапса,
которое теоретически описали Бааде и Цвикки. Это не что иное, как
катастрофическое сжатие массивной звезды, подобное тому, которое
происходит при образовании белых карликов.
Но если белые карлики образуются из «состарившихся» звезд с небольшой
массой, в случае с массивными звездами дело не ограничивается
образованием в ядре светила вырожденного газа. В условиях
сверхгигантских давлений и температур сжатие затрагивает не только
атомы, но и частицы, из которых состоят эти атомы. Практически все
частицы превращаются в электрически нейтральные нейтроны, которые могут
располагаться очень близко друг к другу, буквально «плечом к плечу». При
этом плотность вещества возрастает в тысячи раз даже по сравнению с
белыми карликами — звезда, обладающая массой в 20 солнечных,
«упаковывается» в объем шара диаметром 10—15 км!
Рай для физика
 Нетрудно
представить, что такое космическое тело может обладать набором свойств,
которые способны привести в восторг любого ученого-физика. Ведь
получить их даже в самой современной лаборатории практически невозможно.
В недрах нейтронной звезды должны наблюдаться такие явления и свойства
материи, как сверхтекучесть, сверхпроводимость, сверхсильные магнитные
поля, нейтринное излучение, особые эффекты, связанные с теорией
относительности. В них могут существовать недоступные исследователями
формы материи — жидкости, состоящие исключительно из элементарных
частиц, кварковое вещество и многое другое. Плотность нейтронных звезд
достигает 1014 граммов на кубический сантиметр, а мощность их магнитного
поля в миллиарды раз превышает мощность магнитного поля Земли.
При этом нейтронные звезды стремительно вращаются, чем и объясняется
возникновение радиоизлучения огромной мощности. Оно вырывается мощными
потоками из областей магнитных полюсов «странной» звезды, но поскольку
магнитные полюса не лежат на оси вращения, струя излучения описывает в
окружающем пространстве конус. Если этот конус в своем движении
«задевает» Землю, радиотелескопы фиксируют пульсар. Частота его
импульсов будет соответствовать скорости вращения нейтронной звезды.
А что произойдет, если в состоянии гравитационного коллапса окажется
звезда с массой больше той, которая является предельной для нейтронной
звезды? Тогда она не сможет остановиться на стадии нейтронной звезды, и
сжатие будет продолжаться до тех пор, пока вещество не достигнет еще
более удивительного состояния — звезда превратится в «черную дыру».
Гравитация такого объекта станет настолько мощной, что даже скорости
света будет недостаточно, чтобы покинуть его поверхность. Поэтому
«черная дыра» не «отпускает» от себя никакие виды излучения, а значит и
увидеть ее невозможно даже с помощью самых совершенных приборов.
Обнаружить «черную дыру» удается только опосредованно — например, по
мощному жесткому излучению, которое испускает падающий на нее газ из
окружающего пространства. http://psifactor.info/2012/07/nejtronnye-zvyozdy/
|
