• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
21.04.2021
Сергей Васильев
1
15 286

Астрономы выяснили размеры нейтронной звезды, чтобы узнать ее внутреннее строение

Новые наблюдения позволили оценить размеры нейтронной звезды массой 1,4 солнечной всего в 26 километров — похоже, ее плотности недостаточно, чтобы вещество в ядре превращалось в «кварковую материю».

©NASA’s Goddard Space Flight Center / Автор: Visellia Orfius

В конце жизни массивные звезды коллапсируют под собственной тяжестью, вспыхивая сверхновыми. На их месте образуется черная дыра, а если размеров звезды для этого недостаточно, остается нейтронная звезда. Такие объекты обладают исключительной плотностью: масса Солнца и даже больше может быть сжата до размеров крупного города, пары десятков километров.

Считается, что нейтронные звезды обладают определенной структурой. Снаружи их окружает слабая водородно-гелиевая атмосфера, затем начинается кора. Далее давление нарастает вплоть до ядра, где даже атомы разрушаются, электроны и протоны сливаются, образуя «суп» из вырожденной нейтронной материи огромной плотности. Состояние внутреннего ядра, находящегося в самом центре такой звезды, вовсе неизвестно. Возможно, здесь не сохраняются и нейтроны, разваливаясь на отдельные составляющие и превращаясь в кварковую плазму.

©NASA’s Goddard Space Flight Center, Conceptual Image Lab

Самый очевидный способ выяснить это — точно измерить массы и диаметры разных нейтронных звезд, чтобы вычислить плотность и проверить, «выживут» ли нейтроны при таких условиях. Недавно такие наблюдения ученые провели для звезды PSR J0740+6620 (J0740), расположенной в созвездии Жираф, в 3600 световых годах от нас. О них астрономы доложили на встрече Американского физического общества, прошедшей онлайн. Статьи готовятся к публикации, а пока о работе сообщается в пресс-релизе, распространенном NASA.

Масса J0740 оценивается в 2,1 массы Солнца, а чтобы выяснить ее диаметр, авторы использовали рентгеновский телескоп NICER, работающий на борту МКС. Эта звезда быстро вращается, делая почти 350 оборотов в секунду, выбрасывая узкие потоки излучения из своих магнитных полюсов. Каждый раз, когда эти лучи оказываются направлены на нас, J0740 вспыхивает — как яркий пульсар.

©NASA’s Goddard Space Flight Center

Кроме того, огромная гравитация нейтронной звезды способна сильно искажать траектории фотонов, так что часть света с противоположной стороны может достигать нас, огибая ее поверхность. Из-за этого она способна выглядеть больше своих реальных размеров, а излучающие участки никогда не уходят из видимости, лишь меняя видимую яркость. NICER позволил измерить такие колебания с разрешением более 100 наносекунд.

Исходя из собранных данных, две независимые команды астрофизиков из Нидерландов и США подсчитали диаметр J0740 (1, 2). Они дали оценки в 24,8 и 27,4 километра соответственно, хотя эти цифры лежат в пределах разброса, допустимого в обоих расчетах. В любом случае эта нейтронная звезда оказывается далеко не такой плотной, как можно было предположить. А значит, внутреннее ядро ее вряд ли сжато достаточно сильно для того, чтобы превратиться в чистую кварковую материю.

По-видимому, оно сохраняет более сложную структуру: возможно, вещество в этом случае включает смесь отдельных нейтронов, протонов и кварков. Впрочем, расчеты еще предстоит провести на основе новых данных о размерах J0740.

Любопытна еще одна находка, сделанная учеными. Считается, что, поскольку излучающие участки расположены на разных полюсах нейтронной звезды, лучи от них должны ориентироваться в противоположных направлениях. Однако NICER показал, что они находятся на одном полушарии и лучи расходятся под углом. Ученые считают, что так проявляют себя невероятно мощные магнитные поля J0740.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 13:00
Сколтех

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.

Вчера, 08:27
Александр Березин

Популярная гипотеза о доставке большого объема легких элементов на древнюю Землю с кометами и астероидами получила существенный удар: «импорт» был весьма невелик. Значит, вода и многие другие элементы для возникновения жизни никогда не исчезали с лица нашей планеты.

12 часов назад
ПНИПУ

Шаровая молния — выдумка или реальное явление, что такое темная материя и как она влияет на массу Вселенной? Для чего предназначены узоры на кончиках пальцев? Как мы «заражаемся» зевотой и почему мы чихаем, глядя на солнце? Отчего правшей больше, чем левшей и что нужно, чтобы сработал эффект плацебо? Об этом рассказали ученые Пермского Политеха.

17 июня
Игорь Байдов

Американские военные планируют разработать психостимулятор, действие которого можно активировать в мозге с помощью ближнего ИК-излучения. Такая технология поможет пилотам ВВС США сохранять бдительность во время длительных боевых вылетов. Привыкания или побочных эффектов препарат вызывать не будет.

Позавчера, 13:00
Сколтех

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.

Позавчера, 20:03
Юлия Трепалина

Хотя полезным свойствам кофе посвящено много исследований, ученые продолжают делать открытия по этой теме. Недавняя работа китайских медиков показала, что регулярное употребление бодрящего напитка способно в некоторой мере снизить вероятность смерти при малоподвижном образе жизни.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий
Странная технология у нейтронной звезды ? Уран - гораздо по плотности меньше, а разносит даже водород в клочья, а тут бульон с атмосферой и корой и массивней Солнца. Какая то арифметика не квантовая по радиоактивности ? А. за счёт чего гравитация так возрастает, против первобытной звезды ?
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно