19. Нейтронна зоря

Нейтронна зоря — космічний об'єкт. Зоряна певному етапі своєїеволюції.Густинаданого об'єкта, згідно із сучаснимиастрофізичнимитеоріями, співмірна з густиноюатомного ядра.

Кінцева еволюція зірки

В залежності від масизорі, після вигорання більшої частиниводню, можливі три сценарії її подальшоїеволюції. Якщо маса зірки зголовної послідовностіменша від трьох массонця, то після сходу зголовної послідовності, зоря перетворюється набілий карлик. При масі 3-8 мас сонця — зоря перетворюєтся нанейтронну зірку. Якщо маса більша від восьми мас сонця, то вона колапсує до чорної діри.

Водень, що є основним складником зірки, вигорає під частермоядерної реакції, у результаті чого утворюється гелій. У центрі зірки поступово утворюється гелієве ядро, маса якого постійно зростає. Зірка зберігає свійоб'ємзавдяки тиску, який створює випромінювання утворене у результаті ядерного синтезу. Променевий тиск зрівноважує гравітаційну силу і протидіє гравітаційному cтисканню зорі. Однак зі зменшенням кількості водню, зменшується потужність термоядерної реакції і, відповідно, потужнісь променевого тиску зменшується. Може наступити момент, коли променевий тиск стане меншим від гравітаційної сили компактного гелієвого ядра. У цей момент починається гравітаційний колапс. Центральна частина зірки стискається, а зовнішня частина розширються (щоб зберігався повнийімпульссистеми). Розширення супроводжується потужним світловим випромінюванням (наднова зоря). Центральна частина стискається до тих пір, доки густина речовини не стане рівна густиніатомного ядра.Електронивтискаються в атомні ядра, і об'єкт, що утворюється, називають нейтронною зіркою, оскільки її речовина складається з нейтронів.

Оскільки радіус нейтронної зірки складає лише порядку 10-20 км, то вона має низьку світність. Безпосередньо спостерігати саму нейтронну зірку важко. Спостереження ведуться опосередковано, через ті ефекти які спричинюють особливості нейтронної зірки.

Подвійні зоряні системи достатньо поширені у Всесвіті. Якщо одна із зірок зійшла ізголовної послідовностіі перетворилась на нейтронну зірку, то можливе перетікання речовини другої зорі на нейтронну зірку (акреція), і формуванняакреційного диску. Акреційний диск може мати високу світимість за рахунок перевипромінювання енергії випромінювання зірок, або за рахунок гравітаційного cтискання самого газу акреційного диску. Акреційний диск служить ознакою існування у системі компактного і масивного зоряного об'єкта.

Якщо нейтронна зоря має сильне магнітне поле, то речовина з акреційного диску випадає в областях магнітних полюсів. Кінетична енергія випадаючої речовини переходить у електромагнітне випромінювання. Нейтронна зоря швидко обертається — це результат збереження моменту кількості рухупід час гравітаційного стискання зірки. Обертання призводить до появипульсара— спостерігається астрономічний об'єкт, що випромінює у імпульсному режимі. Оскільки нейтронна зоря має розміри десятків кілометрів, то частота пульсації пульсара є порядкусекунд, або навіть долі секунд.

Також поодинокі нейтронні зірки можуть бути виявлені завдяки явищу гравітаційного фокусування (при проходжені нейтронної зірки між звичайною зорею і спостерігачем відбувається візуальне збільшення яскравості зорі, оскільки гравітаційне поле нейтронної зірки викривляє рух світла).

Нейтронні зорі — одні з небагатьох астрономічних об’єктів, які були спочатку теоретично передбачені, а потім вже відкриті експериментально. У 1932 році Ландау припустив існування надгустих зірок, рівновага яких підтримується ядерними силами. А в 1934 році астрономи Вальтер БаадеіФріц Цвіккіназвали їх нейтронними зорями і зв’язали з вибухаминаднових. Але перше загальновизнане спостереження нейтронної зорі відбулося лише у 1968 році, коли були відкритіпульсари.