Mes nelabai suprantame neutronines žvaigždes. O, mes žinome, kad jieyra– tai kai kurių masyviausių visatoje žvaigždžių likučiai, tačiau atskleisti jų vidinį veikimą yra šiek tiek sudėtinga, nes fizika, palaikanti jas gyvas, yra menkai suprantama.
Tačiau retkarčiais dvi neutroninės žvaigždės susimuša, o kai tai daro, jos linkusios sprogti, išskleisdamos savo kvantines žarnas po visą erdvę. Priklausomai nuo neutroninių žvaigždžių vidinės struktūros ir sudėties, „ejecta“ (mandagus mokslinis astronominio sviedinio vėmalo terminas) mums, Žemėje esantiems stebėtojams, atrodys kitaip, o tai suteiks mums grubų, bet potencialiai galingą būdą suprasti šias egzotiškas būtybes.
Neutronų žvaigždė Nuga
Kaip jau galėjote atspėti, neutroninės žvaigždės yra sudarytos iš neutronų. Na, dažniausiai. Jų viduje taip pat yra keletas protonų, o tai svarbu vėliau, todėl tikiuosi, kad prisiminsite tai.
Neutroninės žvaigždės yra kai kurių tikrai didelių žvaigždžių likučiai. Kai tos milžiniškos žvaigždės artėja prie savo gyvenimo pabaigos, jos pradeda lydyti lengvesnius elementus į geležį ir nikelį. Likusios žvaigždės gravitacinis svoris ir toliau daužo tuos atomus, tačiau tos sintezės reakcijos nebegamina energijos pertekliaus, o tai reiškia, kad niekas netrukdo žvaigždei ir toliau pragaištingai subyrėti.
Šerdyje slėgis ir tankis tampa tokie ekstremalūs, kad atsitiktiniai elektronai patenka į protonus ir paverčia juos neutronais. Pasibaigus šiam procesui (kuris užtrunka mažiau nei tuziną minučių), šis milžiniškas neutronų rutulys pagaliau turi galimybę atsispirti tolesniam žlugimui. Likusi žvaigždės dalis atsimuša nuo tos naujai sukurtos šerdies ir susprogsta nuostabiu supernovos sprogimu, palikdama šerdį: neutroninę žvaigždę.
Spirals Of Doom
Taigi, kaip sakiau, neutroninės žvaigždės yra milžiniški neutronų rutuliai, kurių tonos medžiagos (vertos kelios saulės!), suspaustos ne didesniame nei miestas tūryje. Kaip galite įsivaizduoti, šių egzotiškų būtybių interjeras yra keistas, paslaptingas ir sudėtingas.
Ar neutronai susirenka į sluoksnius ir sudaro mažas struktūras? Ar gilūs interjerai yra tiršta neutronų sriuba, kuri, kuo giliau, darosi vis svetimesnė? Ar tai užleidžia vietą dar keistesniems dalykams? Ką apie gamtą pluta – atokiausias supakuotų elektronų sluoksnis?
Kalbant apie neutronines žvaigždes, kyla daug neatsakytų klausimų. Tačiau, laimei, gamta suteikė mums galimybę pažvelgti į juos.
Kilonovos stebėjimai. Kreditas: P.K. Blanchard/ E. Berger/ Pan-STARRS/DECam.
Nedidelis minusas: turime palaukti, kol susidurs dvi neutroninės žvaigždės, kol turėsime galimybę pamatyti, iš ko jos pagamintos. Ar prisimeni GW170817 ? Jūs iš tikrųjų tai darote – tai buvo didelis gravitacinių bangų, kylančių iš dviejų susidūrusių neutroninių žvaigždžių, atradimas ir daugybė greito šūvio teleskopų stebėjimų visame elektromagnetiniame spektre.
Visi šie vienu metu atliekami stebėjimai davė mums iki šiol išsamiausią vadinamųjųkilonovas, arba galingi energijos ir spinduliuotės pliūpsniai dėl šių ekstremalių įvykių. Konkretus GW170817 epizodas buvo vienintelis, kada nors užfiksuotas gravitacinių bangų detektoriais, bet tikrai ne vienintelis visatoje.
Neutroninė viltis
Kai susiduria neutroninės žvaigždės, viskas labai greitai susimaišo. Viską ypač sujaukia nedidelė protonų populiacija, slypi daugiausia neutroninės neutroninės žvaigždės viduje. Dėl savo teigiamo krūvio ir itin greito pačios žvaigždės sukimosi jie gali sukurti neįtikėtinai stiprų magnetinį lauką (kai kuriais atvejais galingiausius magnetinius laukus visoje visatoje), o tie magnetiniai laukai žaidžia tam tikrus piktus žaidimus.
Gama spindulių pliūpsniai (GRB) – tai galingi energingų gama spindulių blyksniai, trunkantys nuo mažiau nei sekundės iki kelių minučių. Per šį trumpą laiką jie išskiria didžiulį kiekį energijos, todėl jie yra galingiausi įvykiai Visatoje. Manoma, kad jie dažniausiai siejami su žvaigždžių, kurios subyra į juodąsias skyles, sprogimu. Sprogimo metu išsviedžiamos dvi labai greitai judančios medžiagos purkštukai, kaip pavaizduota šio menininko iliustracijoje. Jei reaktyvinis lėktuvas yra nukreiptas į Žemę, matome trumpą, bet galingą gama spindulių pliūpsnį. Kreditas: ESO/A. Roquette
Po neutroninių žvaigždžių susidūrimo sutrupėję mirusių žvaigždžių likučiai ir toliau sukasi vienas aplink kitą greita orbita , kai kurie jų viduriai išsiplėtė per titanišką sprogimo bangą, kurią skatina avarijos energija.
Likusi besisukanti medžiaga greitai suformuoja diską, kurį įsriegia stiprūs magnetiniai laukai. Ir kai stiprūs magnetiniai laukai atsiduria greitai besisukančių diskų viduje, jie pradeda susilankstyti ir stiprėti, dar labiau stiprėdami. Per procesą, kuris nėra visiškai suprantamas (nes fizika, kaip ir scenarijus, šiek tiek netvarkinga), šie magnetiniai laukai susisuka netoli disko centro ir išstumia medžiagą iš sistemos ir visiškai toli nuo sistemos: čiurkšlę.
Purkštukai, po vieną kiekviename poliuje, sprogsta į išorę, nešdami spinduliuotę ir daleles toli nuo kosminės automobilio avarijos. A naujausias popierius , tyrinėjo, tyrė reaktyvinio lėktuvo susidarymą ir eksploatavimo laiką, ypač atidžiai stebėdamas, kiek laiko užtrunka, kol po pirminio susidūrimo susidaro srovė. Pasirodo, purkštuko paleidimo mechanizmo detalės priklauso nuo originalių neutroninių žvaigždžių vidinio turinio: jei pakeisite neutroninių žvaigždžių struktūrą, gausite skirtingą susidūrimų istoriją ir skirtingus purkštukų savybių parašus.
Atlikę siaubingesnius kilonovų stebėjimus, galbūt dar sugebėsime atskirti kai kuriuos iš šių modelių ir sužinoti, dėl ko neutroninės žvaigždės tikrai tiksi.
Skaityti daugiau: ' Reaktyvinio kokono nutekėjimas iš neutroninių žvaigždžių susiliejimo: struktūra, šviesos kreivės ir pagrindinė fizika “