Что такое нейтронная звезда?

Приблизительно каждая сотая звезда Млечного Пути относится к разновидности "нейтронных". Это объекты такой невероятной плотности, что их внутренности сжимаются вместе, пока не начинают напоминать одно огромное атомное ядро.

Но это необычный атом, поскольку он непропорционально состоит из нейтронов, рассказывает издание Science Alert.

Чтобы понять, откуда берутся эти нейтроны, нам нужно проникнуть сквозь слои нейтронной звезды и понять, как огромная гравитация влияет на личное пространство отдельных частиц.

Как образуются нейтронные звезды?

Глубоко внутри каждой звезды бурлит война. Гравитация толкает внутрь, в то время как генерируемое ядерными реакциями тепло выталкивает наружу, образуя относительно стабильный шар плазмы.

Рано или поздно, когда кончается топливо, ядерные печи остывают. Для звезд, масса которых примерно в 10-30 раз превышает массу нашего Солнца, вследствие потери тепла ее более холодный внешний газ быстро обрушивается под действием силы тяжести, с наращиванием скорости, пока не врезается в плотную кучу горячего железа, образовавшегося в последние моменты жизни звезды.

Ударная волна генерирует огромный всплеск энергии, выбрасывая в космос волну горячего газа и радиацию посредством взрыва сверхновой. Все, что осталось, это железный шар в ядре, немного тяжелее Солнца, вдавленный в пространство примерно 11 километров в диаметре и покрытый тонкой (толщиной около метра) атмосферой захваченного водорода и гелия.

Гравитация на этом шаре настолько безумна, насколько это возможно для наблюдаемой структуры. Стоя на поверхности этой железной глыбы размером с город, вы почувствуете притяжение около 100 миллиардов G. (Хотя такая сила легко раздавит человека.)

Что внутри нейтронных звезд?

Под вашими ногами происходят невероятно удивительные физические процессы.

Интенсивное давление заставляет ядра железа превратиться в огромную кристаллическую структуру, обусловленную коллективным толканием бесчисленных положительных зарядов.

Дымка электронов свободно проникает сквозь щели этого кристалла, а сильное давление опасно приближает их к ядерам. Благодаря законам квантовой физики, в условиях тесноты электроны имеют больший шанс оказаться прямо внутри протона, превращая пару в свежеиспеченные нейтрон и нейтрино. Нейтроны – это субатомные частицы с массой, подобной протону, но без электрического заряда; нейтрино – почти безмассовые нейтральные субатомные частицы.

Мелкое нейтрино достаточно мало, чтобы ускользнуть от массы. Но нейтрон остается, образуя удивительные изотопы с массой железа, но гораздо меньшим количеством протонов.

Какие атомы находятся внутри нейтронной звезды?

Погружаясь еще глубже в структуру, мы можем обнаружить атомы, столь нейтронно тяжелые, что они начинают крошиться. Теория предполагает, что нейтроны "дрейфуют" раздельно в этом удивительном пространстве как своего рода густой газ, расталкиваясь под давлением, определяемым не их зарядами, а правилом, говорящим, что идентичные частицы такой природы не могут занимать одно и то же пространство одновременно.

Приблизительно в километре внутри мертвой звезды эта "кора" теперь состоит из нейтронного тумана, в котором иногда появляются протоны. Ядра находятся настолько близко, что могут столкнуться друг с другом.

С постоянным ростом гравитации, некогда узнаваемые атомные структуры превращаются в экзотические композиции – напоминающие разные виды пасты, например спагетти и лазанья – сформированы балансом сильного ядерного взаимодействия и положительного отталкивания.

Прямо в самом сердце нейтронных звезд физика становится еще более странной. Вынужденные объединиться в пары, нейтроны (и не трансформировавшийся редкий протон) образуют новые идентичности, что позволяет им нарушать все виды предыдущих законов, создавая странные токи.

В самом центре, возможно, гравитация заставляет нейтроны потерять всю свою индивидуальность, превращая в "кашу" из своих первичных частиц, кварков.

Если сжать сильнее, эти кварки также накладываются друг на друга, коллапсируясь в точку, настолько ограниченную, что у нас нет способа ее смоделировать. Другими словами, она станет черной дырой.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.