Нейтронна зірка пульсар

Нейтронна зірка пульсар передбачені теоретиками, зокрема, академіком Л. А. Ландау в 1932 році.

Перетворення зірок

Зірки не вічні. Залежно від того, якою була зірка і як протікало її існування, зірка перетвориться або в білого карлика, або в нейтронну зірку.

Нейтронна зірка пульсар. Якщо зірка колапсує, то утворює чорну діру в просторі.

Такі уявлення про «смерть» зірок, розвинені академіком Я. Б. Зельдовичем і його учнями. Білі карлики відомі дуже давно. Протягом трьох десятків років навколо цього пророкування йшли суперечки. Спори, але не пошуки. Шукати нейтронні зірки засобами наземних обсерваторій було безглуздо: видимих ​​променів вони, ймовірно, не випромінюють, а промені інших ділянок електромагнітного спектра безсилі подолати броньовий щит земної атмосфери.

Всесвіт з космічного простору

Пошуки почалися лише тоді, коли виникла можливість поглянути на Всесвіт з космічного простору. В 1967 році астрономи зробили сенсаційне відкриття. В певній точці неба раптово спалахував і через соті частки секунди згасав точкове джерело радіопроменів. Приблизно через секунду спалах повторювалася. Ці повторення слідували один за одним з точністю корабельного хронометра. Здавалося, крізь чорну ніч Всесвіту спостерігачам підморгує далекий маяк.

Нейтронна зірка пульсар

Потім таких маяків стало відомо досить багато. Виявилося, що вони відрізняються один від одного періодичністю променевих імпульсів, складом випромінювання. Більшість пульсарів – так назвали ці знову виявлені зірки – мало повну тривалість періоду від чверті секунди до чотирьох секунд. Сьогодні число відомих науці пульсарів становить близько 2000. І можливості нових відкриттів далеко не вичерпані. Пульсари і є нейтронні зірки. Важко уявити собі якийсь інший механізм, із залізною точністю запалює і гасить спалах пульсара, ніж обертання самої зірки. З одного боку зірки «встановлений» джерело випромінювання, і при кожному оберті її навколо осі викидало промінь на мить падає і на нашу Землю. Але які ж зірки здатні обертатися зі швидкістю декількох оборотів в секунду? Нейтронні – і ніякі інші. Наше Сонце, наприклад, робить один оборот без малого за 25 діб; збільште швидкість – і відцентрові сили просто розірвуть його, рознесуть на частини.

Однак на нейтронні зірки, відбувається стиснення речовини до щільності, неймовірною в звичайних умовах. Кожен кубічний сантиметр речовини нейтронної зірки в земних умовах важив би від 100 тисяч до 10 мільярдів тонн! Фатальний стиснення різко зменшує діаметр зірки. Якщо у своїй сяючій життя зірки мають діаметри в сотні тисяч і мільйони кілометрів, то радіуси нейтронних зірок рідко перевершують 20-30 кілометрів. Такий невеличкий «маховик», і до того ж міцно склепати силами всесвітнього тяжіння, можна розкрутити і зі швидкістю в кілька оборотів в секунду – він не розвалиться. Нейтронна зірка повинна обертатися дуже швидко. Чи бачили ви, як крутиться балерина, піднявшись на одному шкарпетці і щільно притиснувши руки до тіла? Але ось вона розкинула руки – її обертання відразу ж сповільнилося. Фізик скаже: збільшився момент інерції. У нейтронної зірки в міру зменшення її радіуса момент інерції, навпаки, зменшується, вона як би «притискає руки» все ближче і ближче до тіла. Швидкість її обертання при цьому швидко зростає. І коли діаметр зірки зменшиться до зазначеної вище величини, число її оборотів навколо осі має бути саме таким, яке забезпечує «ефект пульсара». Фізикам дуже хотілося б опинитися на поверхні нейтронної зірки і поставити кілька дослідів. Адже там повинні існувати умови, подібних яким немає більше ніде: фантастична величина гравітаційного поля і фантастична напруженість поля магнітного. За розрахунками вчених, якщо стискати зірка мала магнітне поле досить скромною величини – в один Ерстед (магнітне поле Землі, покірно повертаюче синю стрілку компаса на північ, дорівнює приблизно половині Ерстеда), то у нейтронної зірки напруженість поля може досягати і 100 мільйонів і трильйона Ерстед ! У 20-х роках ХХ століття, в період своєї роботи в лабораторії Е. Резерфорда, відомий радянський фізик академік П. Л. Капіца поставив досвід отримання надсильних магнітних полів. Йому вдалося отримати в обсязі двох кубічних сантиметрів магнітне поле небувалою напруженості – до 320 тисяч Ерстед. Звичайно, зараз цей рекорд перевершений. Шляхом складних хитрощів, обрушивши на єдиний виток соленоїда цілу електричну Ніагару – потужність в мільйон кіловат – і підриваючи при цьому допоміжний пороховий заряд, примудряються отримати напруженість магнітного поля до 25 мільйонів Ерстед. Існує це поле кілька мільйонних часток секунди. А на нейтронної зірки можливо постійне поле в тисячі разів більше!

Будова нейтронної зірки

Радянський вчений академік В. Л. Гінзбург намалював досить докладну картину будови нейтронної зірки. Поверхневі її шари повинні перебувати в твердому стані, і вже на глибині кілометра з підвищенням температури тверда кора повинна змінюватися нейтронної рідиною, що містить в своєму складі деяку домішка протонів і електронів, рідиною удивительнейшей за своїми властивостями, сверхтекучей і надпровідності.

У земних умовах єдиний приклад надплинності – це поведінка так званого гелію-2, рідкого гелію, при температурах, близьких до абсолютного нуля. Гелій-2 здатний миттєво витекти з посудини крізь дрібне отвір, здатний, нехтуючи силою тяжіння, підніматися по стінці пробірки вгору. Надпровідність також відома в земних умовах лише при дуже низьких температурах. Як і надтекучість, вона – прояв в наших умовах законів світу елементарних частинок. У самому центрі нейтронної зірки, на думку академіка В. Л. Гінзбурга, може знаходитися не надтекучий і не надпровідний ядро. Два гігантських поля – гравітаційне і магнітне, створюють навколо нейтронної зірки своєрідний вінець. Вісь обертання зірки не збігається з магнітною віссю, це і викликає «ефект пульсара». Якщо уявити, що магнітний полюс Землі, (докладніше: Магнітний полюс Землі) знаходиться на місці озера Байкал і що на цьому місці встановлена ​​антена радіопередавача, спрямована в зеніт, з досить вузьким променем спрямованості, то будь-яка область простору, яка потрапляє в зону «видимості» цього променя, буде періодично отримувати сигнали передавача. Таким чином, нейтронна зірка пульсар випромінює вузькоспрямовані потоки радіовипромінювання, які в результаті обертання нейтронної зірки потрапляють в поле зору спостерігача через рівні проміжки часу.

Посилання на основну публікацію