Нейтронные звезды

Оглавление статей
Нейтронные звезды
Страница 2
Страница 3
Страница 4

Страница 1 из 4

 

 

Нейтронные звезды

При нагревании железный прут краснеет. Если продолжить нагревание, он может раскалиться добела. Если же нагреть прут еще сильнее, он начнет плавиться, а в очень мощной печи превратится в газ: атомы железа начнут отрываться и убегать из кипящего металла. Каждый из нас, так или иначе, знаком с этим явлением: при достаточно сильном нагреве все вещества на Земле, в конечном счете, превращаются в газ. Именно по этой причине астрономы называют звезды газовыми шарами — температура их поверхности столь высока, что вещество не может находиться в жидком или твердом состоянии. Поверхность звезды должна состоять из газа — это утверждение нам, на Земле, представляется бесспорным. Но астрономы обнаружили, что плотность вещества в природе может достигать таких больших значений, что газ как бы замораживается и снова переходит в твердое состояние. И хотя это не то твердое состояние, к которому мы привыкли, следуя земному определению твердого тела, подобное высокоплотное вещество следует рассматривать как твердое тело.

Возможно, это звучит несколько загадочно, но кропотливые теоретические изыскания ученых и долгие, утомительные исследования показывают, что представление о твердом теле — единственный способ описать состояние вещества при определенных условиях. Фантастическое и чрезвычайно нелепое становится реальным в пленительном царстве нейтронных звезд.

Как мы узнали из предыдущей главы, достаточно массивные звезды не могут .заканчивать свою жизнь обычным путем — медленно угасая в течение длительного времени. Для большинства массивных звезд избыток массы вещества препятствует такому ходу эволюции: для поддержания равновесия звезды от нее должна отделиться оболочка, содержащая значительную часть первоначальной массы. Сбросив излишнюю массу, звезда может «удалиться на покой», но при этом она принимает странный вид. Если родительская звезда, начиная свой жизненный путь, имела массу в два раза больше, чем масса Солнца, она может превратиться в нейтронную звезду, свойства которой устрашают и поражают воображение. Любопытно отметить, что некоторые нейтронные звезды обладают массой, составляющей около 1/5 солнечной, но даже в этих случаях масса родительской звезды первоначально была не менее чем вдвое больше массы Солнца.

Говоря о нейтронных звездах, следует учитывать, что их физические характеристики установлены теоретически и весьма гипотетичны, так как физические условия, существующие в этих телах, не могут быть воспроизведены в лабораторных экспериментах. Несколько утешает тот факт, что подобный аналитический метод с успехом был применен для предсказания поведения и характеристик других небесных объектов. Следовательно, хотя в большинстве случаев экстраполяция фактически является крайним и весьма смелым методом, тем не менее, есть основание считать, что она в определенной степени отвечает реальности. Ученый по мере возможности проверяет правильность экстраполяции, делая на ее основе те или иные предсказания. Если они оказываются верными, ученый знает, что экстраполяция, какой бы дикой она ни казалась, является правильной, и это может служить отправной точкой для дальнейших исследований.

Концепция нейтронных звезд не нова: первое предположение о возможности их существования было сделано талантливыми астрономами Фрицем Цвикки и Вальтером Бааде из Калифорнии (США) в 1934 г. В конце 30-х годов она снова стала предметом исследований других американских ученых Оппенгеймера и Волкова. Интерес этих физиков к данной проблеме был вызван стремлением определить конечную стадию эволюции массивной сжимающейся звезды. Так как роль и значение сверхновых вскрылись примерно в то же время, было высказано предположение, что нейтронная звезда может оказаться остатком взрыва сверхновой. К несчастью, с началом второй мировой войны внимание ученых переключилось на военные нужды и детальное изучение этих новых и в высшей степени загадочных объектов было приостановлено. Затем, в 50-х годах, изучение нейтронных звезд возобновили чисто теоретически с целью установить, имеют ли они отношение к проблеме рождения химических элементов в центральных областях звезд. Таким образом, нейтронные звезды остаются единственным астрофизическим объектом, существование и свойства которых были предсказаны задолго до их открытия.

В начале 60-х годов открытие космических источников рентгеновского излучения весьма обнадежило тех, кто рассматривал нейтронные звезды как возможные источники небесного рентгеновского излучения. К концу 1967 г. был обнаружен новый класс небесных объектов — пульсары, что привело ученых в замешательство. Это открытие явилось наиболее важным событием в изучении нейтронных звезд, так как оно вновь подняло вопрос о происхождении космического рентгеновского излучения. Открытие пульсаров ознаменовало потрясающий скачок в изучении нейтронных звезд: оказалось, что некоторые особенности пульсаров связаны с нейтронными звездами.

Методом исключения было установлено, что единственным механизмом, объясняющим регулярное излучение пульсарами импульсов, может быть только вращающаяся нейтронная звезда. Тем самым гипотетический космический объект — плод чисто теоретических изысканий — стал реальностью и предметом интенсивного исследования. Сначала мы остановимся на физических свойствах нейтронных звезд, а в качестве пульсаров подробнее рассмотрим их в другой главе.

Решающее влияние на свойства нейтронных звезд оказывают гравитационные силы. Вслед за взрывом сверхновой родительская звезда, гравитационное сжатие которой вызвало взрыв, уменьшается в диаметре до десятков километров. По различным оценкам, диаметры нейтронных звезд составляют примерно 10—200 км. И этот незначительный по космическим понятиям объем «набит» таким количеством вещества, которое может составить небесное тело, подобное Солнцу, диаметром около 1,5 млн, км, а по массе почти в треть миллиона раз тяжелее Земли ! Естественное следствие такой концентрации вещества — невероятно высокая плотность нейтронной звезды. Фактически она оказывается настолько плотной, что может быть даже твердой.

Что же происходит внутри таких сверхплотных звезд? В каком состоянии находится вещество на поверхности, непосредственно под нею и в глубинах этих необычайно плотных космических объектов?

Предыдущая — След. »

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о космосе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: