Mes iš tikrųjų nesuprantame neutroninių žvaigždžių. O, mes žinome, kad jie yra - jie yra kai kurių masyviausių Visatos žvaigždžių likučiai, - tačiau atskleisti jų vidinį veikimą yra šiek tiek sudėtinga, nes fizika, palaikanti juos gyvus, yra tik prastai suprantama.
Bet kiekvieną kartą dvi neutroninės žvaigždės sudužo ir, kai jos būna linkusios susprogdinti, išmėtydamos savo kvantines žarnas visame kosmose. Priklausomai nuo vidinės neutroninių žvaigždžių struktūros ir sudėties, „ejecta“ (mandagus mokslinis terminas astronominiam sviedinio vėmimui) mums, Žemės ribojantiems stebėtojams, atrodys skirtingai, suteikdamas mums šiurkštų, bet potencialiai galingą būdą suprasti šias egzotines būtybes.
Neutronų žvaigždė „Nuga“
Kaip jau galėjote atspėti, neutronų žvaigždės yra sudarytos iš neutronų. Na, daugiausia. Jų viduje taip pat yra protonų, kurie yra plaukti, o tai svarbu vėliau, tikiuosi, kad jūs tai atsimenate.
Neutroninės žvaigždės yra kai kurių išties didelių žvaigždžių liekanos. Kai šios milžiniškos žvaigždės baigia savo gyvenimą, jos pradeda sulydyti lengvesnius elementus į geležį ir nikelį. Likusios žvaigždės gravitacinis svoris ir toliau naikina tuos atomus kartu, tačiau tos susiliejimo reakcijos nebegamina perteklinės energijos, o tai reiškia, kad niekas netrukdo žvaigždei tęsti žlugimą.
Šerdyje slėgis ir tankis tampa tokie dideli, kad atsitiktiniai elektronai pasislenka protonų viduje, paversdami juos neutronais. Kai šis procesas baigsis (tai užtruks mažiau nei keliolika minučių), šis milžiniškas neutronų rutulys pagaliau turės kur atsispirti tolesniam žlugimui. Likusi žvaigždė atsimuša į tą naujai suklastotą šerdį ir susprogdina gražų supernovos sprogimą, palikdama už šerdies: neutroninę žvaigždę.
Likimo spiralės
Taigi, kaip sakiau, neutronų žvaigždės yra milžiniški neutronų rutuliai, kurių tonos medžiagos (kelios saulės vertės!) Yra sukrautos į ne didesnį nei miesto tūrį. Kaip jūs galite įsivaizduoti, šių egzotinių būtybių interjerai yra keista, paslaptinga ir sudėtinga.
Ar neutronai susiskaido į sluoksnius ir sudaro mažai struktūrų? Ar gilūs interjerai yra tiršta neutronų sriuba, kuri tik darosi keistesnė ir keistesnė tuo giliau? Ar tai užleidžia vietą net keistesniems daiktams? O plutos prigimtis - išorinis supakuotų elektronų sluoksnis?
Kalbant apie neutronines žvaigždes, yra daugybė neatsakytų klausimų. Bet laimei, gamta suteikė mums galimybę pažvelgti į jų vidų.
Nedidelis trūkumas: turime laukti, kol susidurs dvi neutronų žvaigždės, kad galėtume pamatyti galimybę iš jų sudaryti. Ar prisimeni GW170817? Jūs iš tikrųjų tai padarėte - tai buvo didelis gravitacinių bangų, skleidžiančių iš dviejų susidūrusių neutroninių žvaigždžių, atradimas kartu su daugybe greito gaisro teleskopo stebėjimų visame elektromagnetiniame spektre.
Visi šie vienu metu atlikti stebėjimai davė išsamiausią vaizdą apie vadinamuosius kilonovųarba galingi energijos ir radiacijos pliūpsniai nuo šių ekstremalių įvykių. Konkretus GW170817 epizodas buvo vienintelis kada nors pagautas su gravitacinių bangų detektoriais, tačiau tikrai ne vienintelis toks, kuris nutiko visatoje.
Neutroninė viltis
Kai susiduria neutroninės žvaigždės, viskas pasidaro netvarkinga. Tai, kas daro viską nepatogu, yra maža protonų populiacija, besisukanti aplink daugiausiai neutronų turinčią neutroninę žvaigždę. Dėl savo teigiamo krūvio ir ypač greito pačios žvaigždės sukimosi jie gali sukurti neįtikėtinai stiprų magnetinį lauką (kai kuriais atvejais galingiausius magnetinius laukus visoje visatoje), o tie magnetiniai laukai žaidžia blogus žaidimus.
Po neutroninių žvaigždžių susidūrimo sudužę mirusiųjų žvaigždžių likučiai ir toliau sukasi aplink vienas kitą greita orbita, kai kurie jų viduriai išsiplečia titaninėje sprogimo bangoje, kurią skatina avarijos energija.
Likusi banguojanti medžiaga greitai suformuoja diską, kuriame diskas yra sriegiuotas stiprių magnetinių laukų. O kai stiprūs magnetiniai laukai atsiduria greitai besisukančių diskų viduje, jie pradeda sulenkti ant savęs ir sustiprėti, dar labiau sustiprėja. Vykdant procesą, kuris nėra visiškai suprantamas (nes fizika, kaip ir scenarijus, tampa šiek tiek nepatogus), šie magnetiniai laukai susidaro šalia disko centro, o piltuvo medžiaga išsiskiria ir toliau nuo sistemos: srove.
Purkštukai, po vieną kiekviename stulpelyje, sprogsta į išorę, nešdami spinduliuotę ir daleles toli nuo kosminės automobilio avarijos. Neseniai paskelbtame dokumente buvo ištirtas purkštuvo susidarymas ir jo eksploatavimo laikas, ypač atidžiai žiūrint, kiek laiko reikia, kad srovė susiformuotų po pirminio susidūrimo. Pasirodo, kad purkštuko paleidimo mechanizmo detalės priklauso nuo pirminių neutroninių žvaigždžių vidinio turinio: jei pakeisite neutroninių žvaigždžių struktūrą, gausite skirtumų apie susidūrimus ir skirtingus parašus purkštukų savybėse.
Atlikę žiauresnius kilonovų stebėjimus, mes vis dar sugebėsime pastebėti kai kuriuos iš šių modelių ir sužinoti, kas iš tikrųjų paverčia neutronines žvaigždes.
Skaitykite daugiau: „Jet-kokono nutekėjimas iš neutroninių žvaigždžių susijungimų: struktūra, šviesos kreivės ir pagrindinė fizika“
