21 апреля
Сергей Васильев
1

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.
Позавчера, 12:28
Ольга Иванова

Международная группа ученых пришла к выводу, что употребление жирных кислот, содержащихся в орехах, семенах, сое и растительном масле, снижает риск смерти от всех причин, в том числе от сердечно-сосудистых заболеваний.

Позавчера, 20:11
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

Вчера, 10:39
Александр Березин

Когда полвека назад гибель динозавров объяснили падением астероида, это вызвало массовое неприятие, длившееся десятилетия. Открытие кометы, взрыв которой принес тысячелетнее похолодание в начале голоцена, привело к спорам в научной среде, которые идут до сих пор. Теперь множеству атак подверглось и открытие астероида, уничтожившего Содом. Отчего многим исследователям так трудно поверить в астероидные взрывы и о каких узких местах в современной науке это может говорить?

12 октября
Елена Синицкая

Управление древностей Израиля обнародовало итоги раскопок огромного винодельческого комплекса. На нем в византийское и раннеисламское время делали виноградное вино, которым снабжали многие страны Средиземноморья.

10 октября
Мария Азарова

Модель показала, почему у людей моляры прорезаются в конкретном возрасте и настолько позже по сравнению с другими приматами.

13 октября
Мария Осетрова

Полученный сигнал не соответствует ни одному из известных источников радиоизлучения и может указывать на новый класс звездных объектов.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

22 сентября
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

[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
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: