• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
21.04.2021
Сергей Васильев
1
14 947

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

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
Сегодня, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Позавчера, 10:02
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

21 мая
Александр Березин

На планете уже зарегистрировано больше сотни случаев, подозрительно напоминающих обезьянью оспу — родственницу оспы натуральной. До 2022 года больные обезьяньей оспой заражались в основном от животных, а среди людей она быстро затухала, плохо передаваясь воздушно-капельным путем. Но в этом мае положение могло измениться. Дюжина стран на разных континентах показала одновременную вспышку заражений. Многие пытаются успокоить население, упирая на факт, что прививка от обычной оспы защищает и от новой. На самом деле, ситуация далеко не такая простая, и ВОЗ в эту пятницу провела чрезвычайную встречу экспертов для обсуждения этой болезни. Naked Science рассказывает, может ли оспа стать «сменщиком» коронавируса.

20 мая
Мария Азарова

Ученые предупреждают: поскольку вес современных комбайнов и прочей сельхозтехники сегодня приближается к весу самых крупных животных, когда-либо бродивших по Земле, возникает парадокс уплотнения грунта.

Позавчера, 10:02
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

Сегодня, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

28 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования составили таблицу ожидаемой продолжительностью жизни для собак 18 чистокровных пород и метисов. Кроме того, они узнали, кто живет дольше — суки или кобели, кастрированные или нет.

[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?
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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: