Нейтронные звезды
Содержание
Экзотический магнетар SGR 0418
После такого взрыва внешние слои выбрасываются в космос, ядро остается, но она больше не в состоянии поддерживать ядерный синтез. Без внешнего давления от вышележащих слоев, она коллапсирует и катастрофически сжимается.
Несмотря на свой малый диаметр — около 20 км, нейтронные звезды могут похвастаться в 1,5 раза большей массой нежели чем у нашего Солнца. Таким образом, они являются невероятно плотными.
Маленькая ложка вещества звезды на Земле будет весить около ста миллионов тонн. В ней протоны и электроны объединяются в нейтроны – этот процесс называется нейтронизацией.
Как устроены нейтронные звезды
В отличие от других тел они, главным образом, состоят из нейтронного центра (сердцевины). Отсюда, кстати, и появилось название типа.
А сверху их покрывает кора, образуемая тяжёлыми атомными ядрами, нейтронами и электронами.
Помимо этого в структуре рассматриваемых светил выделяют несколько частей.
Внутреннее строение
Какое строение имеют нейтронные звезды
Атмосфера — тоненький (не более 100 см) слой ионизированного газа, то есть плазмы. Здесь сосредоточено тепловое излучение тела.
Внешняя кора содержит ядра и электроны, по толщине может быть несколько сотен метров. Притом в ней газ представлен в разных составах. Например, самые верхние покровы состоят из невырожденного газа, а в середине он уже вырожденный. Чем глубже, тем его состояние меняется на релятивистское и ультрарелятивистское вырождение.
Внутренняя кора включает в себя электроны, свободные нейтроны и ядра атомов с множеством нейтронов. Причем количество нейтронных частиц увеличивается с глубиной. Данный слой имеет протяжённость до нескольких километров.
Внешнее ядро выделяют у объектов малой массы. Поскольку может занимать всё пространство до звёздного центра. Вдобавок оно состоит преимущественно из нейтронов. Хотя некоторая доля протонов и электронов все же есть.
Внутреннее ядро наблюдается только у массивных светил. Оно отличается высокой плотностью. А радиус, по меньшей мере, составляет несколько километров. К сожалению, точный состав внутреннего вещества ещё не известен. Но определённо в нём присутствую нейтроны, барионы и кварки. Конечно, дальнейшее изучение и исследования продолжаются. И мы когда-нибудь узнаем все тайны нейтронных звезд.
Структурное строение
- Нейтронная звезда традиционно имеет 5 слоев:
- атмосфера (представлена тонким плазматическим слоем, имеющим толщину от нескольких десятков сантиметров до пары миллиметров, она способствует формированию излучения);
- кора внешняя (состоит из электронов, ионов, по толщине равняется нескольким сотням метров, в области тонкого слоя присутствует невырожденный газ электронного типа, а в более глубоких частях содержится вырожденное вещество, которое с погружением в глубину становится релятивистским);
- кора внутренняя (в составе преобладают электроны, нейтроны свободного типа, ядра атомные, по мере увеличения глубины содержание этих веществ увеличивается, а что касается атомных ядер, наоборот, происходит уменьшение);
- ядро извне (в структуре в основном присутствуют нейтроны, а также имеется незначительная примесь протонов, электронов);
- ядро изнутри (имеет неизученный состав, однако подразумевает сразу несколько гипотез: ядро, включающее кварки, барионы, мезоны).
Строение нейтронной звезды
8. Ближайшая нейтронная звезда
Художественная концепция “изолированной нейтронной звезды”
Еще в 2007 году группа исследователей обнаружила своеобразный рентгеновский источник в созвездии Малой Медведицы на расстоянии 250-1000 световых лет от Земли, который они позже определили как нейтронную звезду. Возможно, это может быть ближайшая к Земле нейтронная звезда.
Официально обозначенная как 1RXS J141256.0 + 792204, нейтронная звезда получила прозвище Кальвера после антагониста популярного фильма 1960-х годов «Великолепная семерка». В отличие от большинства наблюдаемых звезд, Кальвера принадлежит к редкой группе изолированных нейтронных звезд, у которых нет остатка сверхновой звезды и звезды-компаньона.
Использование пульсаров
Пульсары – не просто удивительные космические объекты, но и полезные инструменты. Испускаемый свет может многое поведать о внутренних процессах. То есть, исследователи способны разобраться в физике нейтронных звезд. В этих объектах настолько высокое давление, что поведение материи отличается от привычного. Странное наполнение нейтронных звезд называют «ядерной пастой».
Пульсары приносят много пользы благодаря точности импульсов. Ученые знают конкретные объекты и воспринимают их как космические часы. Именно так начали появляться догадки о наличии других планет. Фактически, первая найденная экзопланета вращалась вокруг пульсара.
Не забывайте, что пульсары во время «мигания» продолжают двигаться, а значит, можно с их помощью измерять космические дистанции. Они также участвовали в проверке теории относительности Эйнштейна, вроде моментов с силой тяжести. Но регулярность пульсации может нарушаться гравитационными волнами. Это заметили в феврале 2016 года.
Снимок пульсара PSR B0531+21, сделанный рентгеновской обсерваторией Чандра. В центре вы видите белый пульсар и струи выбрасывающегося материала
Солнце и космические лучи: влияние на образование облаков и климат Земли
Друзья, благодарим вас за голосование по нашему дайджесту, — рассказываем о новом исследовании учёных датского технического университета (DTU) о воздействии космических лучей на образование облаков и в целом, — на климат Земли.
На заглавной картинке вы можете наблюдать «Широкий атмосферный ливень» вследствие бомбардировки высокоэнергичными частицами ГКЛ верхних слоёв атмосферы. Он имеет важное значение для образования облаков и динамики климата Земли.
Источник: DTU Space/ scitechdaily.com
Высокоэнергичные заряженные частицы галактических лучей или ГКЛ от вспышек сверхновых звёзд с энергией 100 ГэВ бомбардируют верхние слои атмосферы, производя каскады вторичных частиц (т. н. «широкий атмосферный ливень»), которые ионизируют молекулы воздуха. Ионы помогают образовываться и становиться устойчивыми к испарению аэрозолям (молекулярным кластерам серной кислоты и воды). Их рост приводит к формированию «ядер конденсации облаков» (CNN), — т. н. «зародышей», на которых образуются жидкие капли воды, уже образующие облака.
Активность Солнца регулирует интенсивность потока галактических космических лучей, достигающих верхние слои атмосферы Земли. Когда Солнце спокойно, поток ГКЛ больше, соответственно, больше образуется облаков, и климат Земли становится более прохладным. Если Солнце активно (высокоэнергичные частицы вследствие вспышек на Солнце), интенсивность воздействия потока ГКЛ на Землю снижается, облаков образуется меньше, — мир нагревается.
Впервые, на основе изучения данных прибора CERES на спутниках NASA Terra и Aqua, был количественно оценён эффект воздействия ГКЛ на образование облаков и энергетический баланс планеты. Выяснилось, что Земля поглощает почти 2 Вт/м2 дополнительной энергии в течение следующих 4-6 дней после минимума потока ГКЛ вследствие пика солнечной активности. DTU, совместно с учёными Еврейского университета Иерусалима (HUJI) также подтвердили, что влияние космических лучей наиболее заметно на образование низких «жидких» облаков (сероватые, насыщенные небольшими каплями жидкой воды во взвешенном состоянии) над девственными морями (высокие широты).
Данные учёных DTU позволяют по-новому взглянуть на природу изменения климата нашей планеты. Например, период средневекового потепления около 1000 г. или малый ледниковый период 1300–1900 гг. соответствуют длинным циклам солнечной активности. А движение Солнечной системы и Земли по регионам Галактики с различным количеством вспышек сверхновых может приводить к вариации средней температуры планеты вплоть до 10° C.
Кстати, сульфатный аэрозоль (SO42- и капли метансульфоновой кислоты) также действует как ядро конденсации облаков, CCN. Они частично образуются из диметилсульфида (ДМС), продуцируемого фитопланктоном в открытом океане. Учёные предполагают, что повышение глобальной температуры приведёт и к росту активности фитопланктона и, следовательно, — росту числа ядер CCN. Это, в свою очередь приведёт к росту облачности и понижению температуры. Представляется, что такой природный компенсаторный механизм будет противодействовать изменению климата.
Загрузка...
