Содержание
Ученые выяснили, что нейтронные звезды абсолютно круглые
Наука
close
100%
Доли миллиметра — такова максимальная высота «гор» на нейтронных звездах, выяснили британские астрономы. Разглядеть такие неровности с Земли невозможно, поэтому на помощь пришло математическое моделирование.
Астрономы добавили неожиданные штрихи к портрету нейтронных звезд – одних из самых необычных объектов во вселенной. Нейтронные звезды — чрезвычайно плотные объекты, которые остаются на месте взрывов сверхновых. В большинстве случаев они образуются в результате коллапса ядер массивных звезд тяжелее 10 масс Солнца.
Нейтронные звезды эти состоят из нейтронной сердцевины, покрытой сравнительно тонкой (около 1 км) корой вещества в виде тяжелых атомных ядер и электронов.
При массе в несколько масс Солнца они имеют диаметр всего лишь порядка 20 километров, и из-за огромной гравитации (в миллиарды раз выше, чем у поверхности Земли) их поверхность принято считать довольно ровной, а форму – почти идеально сферической.
Несмотря на это, ясно, что неровности на твердой поверхности нейтронных звезд есть, однако величину этих «гор» ученые до последнего времени оценить не могли.
За эту проблему решились взяться ученые под руководством Фабиана Гиттинса из Университета Саутгемптона. Они создали компьютерную модель, показывающую устройство и свойства нейтронных звезд, и просчитали в ней действие всевозможных сил, способных приводить к образованию гор на поверхности.
Ученые также оценили роль сверхплотного вещества, лежащего под поверхностью, и рассчитали, что крупнейшие на поверхности нейтронных звезд горы имеют высоту всего лишь в доли миллиметра, то есть в сотни раз ниже, чем считалось ранее.
«В течение двух последних десятилетий проявлялся большой интерес к пониманию того, насколько большими могут быть эти горы, чтобы кора нейтронной звезды не трескалась под ними», — пояснил Гиттинс.
Оценить высоту гор на нейтронных звездах ученые пытаются не впервые. Прежние результаты показывали, что величина отклонений от сферы на нейтронных звездах может достигать нескольких сантиметров.
В тех моделях ученые предполагали — кора нейтронных звезд напряжена настолько, что может проломиться в любой точке. Новая же модель показала, что в реальности это скорее всего не так.
«Эти результаты показали, что нейтронные звезды являются на удивление сферическими объектами. Кроме того, они показали, что наблюдение гравитационных волн от вращающихся нейтронных звезд может оказаться куда более сложной задачей, чем предполагалось ранее», — пояснил автор.
Несмотря на то, что большинство нейтронных звезд являются одиночными объектами, ученые надеются, что вращающиеся звезды с небольшими деформациями должны генерировать вокруг себя гравитационные волны, которые на Земле научились принимать лишь несколько лет назад.
Пока гравитационных волн от вращающихся нейтронных звезд поймано не было, однако ученые надеются, что повышение чувствительности гравитационно-волновых обсерваторий LIGO и Virgo поможет в скором будущем привести к таким открытиям.
«Вопрос о том, какой величины горы может выдержать кора нейтронных звезд, представляет интересную проблему.
Такие оценки дают верхний предел на интенсивность гравитационно-волновых волн от вращающихся нейтронных звезд», — пояснили ученые.
Ранее ученые фиксировали такие сигналы от двух сливающихся нейтронных звезд — впервые это произошло в октябре 2017 года. Гравитационные волны – возмущения пространства-времени, излучаемые движущимися массами и распространяющиеся со скоростью света. Они были предсказаны в рамках общей теории относительности еще в 1916 году, но долгое время оставались необнаруженными из-за низкой чувствительности детекторов. Тем не менее, математические расчеты показывали, что слияние компактных астрофизических объектов, таких как нейтронные звезды или черные дыры, может породить гравитационно-волновой сигнал такой интенсивности, что его будет возможно поймать с помощью существующих детекторов.
Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Новости
Дзен
Telegram
Картина дня
Военная операция РФ на Украине.
День 249-й
Онлайн-трансляция военной спецоперации РФ на Украине — 249-й день
«Многие умерли от удушья». В Сеуле выясняют причину давки на празднике Хэллоуин
Посольство РФ сообщило, что число погибших россиянок в давке в Сеуле увеличилось до четырех
«Это возмутительно». Запад требует от России вернуться к зерновой сделке
Россия приостановила участие в зерновом сделке после атаки на Севастополь
Посольство РФ опубликовало список погибших и пострадавших россиян в давке в Сеуле
Лавров: РФ тревожит то, что Польша «просится в кандидаты» на размещение ядерных бомб США
Глава Энергодара Волга сообщил, что город обесточен после удара ВСУ по инфраструктуре
Bloomberg: в ЕС обеспокоены ростом поставок бытовой техники в РФ из Армении и Казахстана
Новости и материалы
В Финляндии заявили, что поставляемое Украине оружие попадает в руки преступников
В МИД РФ назвали цель США в Европе
В Калининградской области танкисты Балтийского флота провели учения по антитеррору
Иван Янковский впервые опубликовал фото с сыном, не скрывая его лица
Гвардиола заявил, что ему жаль тех, кто пытается занять трон Месси
Президент Южной Кореи объявил часть Сеула зоной бедствия
Принц Гарри может вернуться в Великобританию ради продвижения своих мемуаров
Справороссы предложили Центробанку профинансировать дефицит российского бюджета
В Иране обвинили Израиль в организации теракта в Ширазе
Министр финансов Германии Линднер предложил начать добывать в стране газ методом фрекинга
Угонщик на Lexus заехал на кладбище и снес могильные ограждения
Хоркина отреагировала на решение МОК не упоминать отечественных гимнасток фразой «нас не стереть»
Юморист Владимир Винокур вспомнил, как пережил артиллерийский обстрел в Афганистане
Командующий Северным флотом оценил возможности его надводных кораблей
Глава МАГАТЭ считает маловероятным привлечение миротворцев ООН на ЗАЭС
Боксер Хэйни назвал возмутительной победу Ломаченко над Ортисом
DPA: глава Военной контрразведки Германии предупредила об активизации иностранных спецслужб
Бывший премьер Молдавии Кику обвинил президента Санду в «убийстве» экономики
Все новости
Украина переводит свою ПВО на стандарты НАТО
Сколько времени понадобится Киеву, чтобы переоснастить свою ПВО по западному образцу
Тест: что за писатель скрывается за этим псевдонимом
Ответьте на семь вопросов о популярных классиках русской и советской литературы
«Советские детские книги проигрывают современным по всем пунктам»
Мама-филолог – о советских детских книжках
146 погибших и 150 раненых: как в Сеуле отметили Хэллоуин
Почти 150 человек погибли во время празднования Хеллоуина в центре Сеула
Россия ответила на украинский теракт выходом из зерновой сделки
Россия официально уведомила генсека ООН о прекращении участия в зерновой сделке
Великобритания опровергает свое участие в диверсии на газопроводах «Северный поток»
Минобороны России обвинило Британию в причастности к подрыву «Северных потоков»
Лучшие фотографии недели
«Где Нэнси? Где Нэнси?» Что известно о нападении на мужа Пелоси
Нападение на мужа спикера Палаты представителей США Пелоси произошло в присутствии полицейских
«Все БПЛА были сбиты». Что случилось в Севастопольской бухте
Губернатор Севастополя Развожаев: корабли ЧФ отбили «самую массированную» атаку БПЛА с начала СВО
В Европе назвали условия для разморозки резервов ЦБ РФ
В ЕС допустили разморозку €300 млрд российских активов после начала восстановления Украины
«Короткое подлетное время». Россия отреагировала на размещение ядерных бомб США
Посол России Антонов призвал США вернуть все ядерное оружие, размещенное в других странах
Военная операция РФ на Украине. День 248-й
Онлайн-трансляция военной спецоперации РФ на Украине — 248-й день
«В их глазах я видела страх и жалость»: Татьяна Рыбалко – о борьбе с раком в 14 лет
Блогер Татьяна Рыбалко рассказала о перенесенной онкологии в подростковом возрасте
Что такое нейтронная звезда?
Credit: NASA′s Goddard Space Flight Center
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.
Хаббл увидел в космосе нейтронную звезду
Астрономы, использующие космический телескоп НАСА «Хаббл», впервые увидели в видимом свете одинокую нейтронную звезду. Это дает уникальную возможность точно определить его размер и сузить теории о составе и структуре этого причудливого класса гравитационно схлопнувшихся, выгоревших звезд.
Успешно охарактеризовав свойства изолированной нейтронной звезды, астрофизики получили возможность лучше понять переход, которому подвергается вещество при воздействии необычайных давлений и температур в интенсивном гравитационном поле нейтронной звезды.
Результаты Хаббла показывают, что звезда очень горячая и может быть не больше 16,8 миль (28 километров) в поперечнике. Эти результаты доказывают, что объект должен быть нейтронной звездой, поскольку ни один другой известный тип объекта не может быть таким горячим и маленьким.
«Это ставит нейтронную звезду неудобно близко к теоретическому пределу того, насколько маленькой должна быть нейтронная звезда», — говорит Фред Уолтер из Университета штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук.
«Благодаря этому наблюдению мы можем начать исключать некоторые из многих моделей внутренней структуры нейтронных звезд». Результаты наблюдения, проведенные Уолтером и Линн Мэтьюз (также из SUNY), опубликованы в выпуске журнала Nature от 25 сентября.
Нейтронные звезды, образующиеся в некоторых сверхновых, настолько плотны, потому что электроны и протоны, составляющие нормальную материю, были сжаты в нейтроны и другие экзотические субатомные частицы. Вещество нейтронных звезд является самой плотной из известных форм материи. (Теоретически кусок поверхности нейтронной звезды, весящий столько же, сколько флот линкоров, будет достаточно мал, чтобы поместиться на ладони.)
Наблюдения Хаббла в сочетании с более ранними данными обещают помочь астрономам уточнить математические описание — называемое уравнением состояния — сложных преобразований, которым подвергается вещество при необычайных плотностях, не встречающихся на Земле. Уравнения состояния хорошо известны для «повседневной» материи, такой как вода, которая может переходить из газообразного, жидкого и твердого состояний.
Но поведение материи при экстремальных температурах и давлениях, обнаруженных на нейтронной звезде, изучено недостаточно.
В нашей галактике должно существовать несколько сотен миллионов нейтронных звезд. Однако все известные ныне нейтронные звезды либо были обнаружены на орбитах других звезд в рентгеновских двойных системах, либо излучали пулеметные очереди радиоэнергии как пульсары (класс нейтронных звезд). Нейтронная звезда, замеченная Хабблом, не является членом двойной системы и, как известно, не пульсирует в рентгеновском или радиодиапазоне (она не была обнаружена как радиоисточник). Пульсары — это молодые нейтронные звезды, рожденные сильными магнитными полями; непульсирующие нейтронные звезды могут быть старыми, мертвыми пульсарами, возраст которых превышает миллион лет, или они никогда не были пульсарами. Только несколько кандидатов в одиночные нейтронные звезды были обнаружены с помощью рентгеновских наблюдений, и это первый идентифицированный оптический аналог.
Первое указание на то, что в этом месте находится нейтронная звезда, появилось в 1992 году, когда ROSAT (спутник Рентгена) обнаружил яркий источник рентгеновского излучения без какого-либо оптического аналога в оптических обзорах неба.
Это привлекло внимание астрономов, потому что такие горячие и яркие объекты, не имеющие аналогов на других длинах волн, встречаются крайне редко.
Широкоугольная планетарная камера Хаббла 2 использовалась в октябре 1996 года для тщательного поиска оптического объекта и обнаружила звездную точку света всего за 2 угловых секунды (1/9 секунды).00 диаметр Луны) рентгеновского положения.
Астрономы не измеряли напрямую расстояние до нейтронной звезды, но, к счастью, нейтронная звезда находится перед молекулярным облаком, которое, как известно, находится примерно в 400 световых годах от нас в южном созвездии Южной Короны.
Используя расстояние до облака в качестве верхнего предела, астрономы рассчитали диаметр, сравнив затем яркость и цвет нейтронной звезды, измеренные Хабблом, а также рентгеновскую яркость от спутников ROSAT и EUVE (Extreme Ultraviolet Explorer).
Объект наиболее яркий в рентгеновском диапазоне. На двух изображениях Хаббла объект ярче в ультрафиолетовом диапазоне, чем в видимом диапазоне.
Они пришли к выводу, что прямо наблюдают сверхкомпактную поверхность с температурой около 1,2 миллиона градусов по Фаренгейту.
Чтобы быть таким горячим, но таким тусклым (ниже 25-й звездной величины в видимом свете) и относительно близко к Земле, объект должен быть очень маленьким — меньше размера белого карлика, более распространенного звездного шлака. Горячий белый карлик такой величины находился бы на расстоянии 150 000 световых лет от нас (за пределами нашей галактики) и имел бы 1/70 000-ю часть рентгеновского излучения.
Оценка диаметра 16,8 миль основана на предположении, что нейтронная звезда находится максимально далеко, прямо перед заслоняющей «стеной» молекулярного облака. Если бы вместо этого нейтронная звезда находилась значительно ближе к нам, скажем, на полпути к молекулярному облаку, она была бы еще меньше и представляла бы еще больший вызов теориям уравнения состояния ядерной материи.
Хотя нейтронные звезды в двойных системах позволяют астрономам измерять их массу, что, как оказалось, согласуется с теорией, астрономам гораздо труднее оценить диаметр нейтронных звезд.
Поскольку нейтронные звезды «питаются» своими звездами-компаньонами в этих системах, свет исходит не исключительно от поверхности, а от джетов, дисков и других явлений, происходящих вокруг звезды. Это может привести к неточным оценкам размеров.
В течение следующего года запланированные наблюдения с помощью Хаббла будут использованы для точного определения того, насколько далеко и насколько велика звезда.
Neutron Star — Bilder und Stockfotos
12Bilder
- Bilder
- FOTOS
- GRAFIKEN
- VEKTOREN
- Videos
DUCLEN. Oder starten Sie eine neuesuche, um noch mehr Stock-Photografie und Bilder zu entdecken.
zusammenfassunghintergrund sterne schöne lichtstrahlen. — фото и фотографии нейтронных звезд
Zusammenfassung Hintergrund Sterne schöne Lichtstrahlen.
Abstrakter Hintergrund, Schöne Lichtstrahlen sternen am schwarzen Himmel.
Felsigen Exoplaneten im Quasar-system — фото и изображения нейтронных звезд Gesteins-Exoplanet über blauer Sternoberfläche mit Energieexplosion und Plasmaausbruch. Konzept der Weltraumforschung 3D-иллюстрация.
drucken — нейтронная звезда, графика, клипарт, -мультфильмы и -символ элемент векторного символа. biologie-wissenschaft hintergrund. wissenschaftstechnologiekonzept. молекулярные векторные символы или цейхены. — графика нейтронной звезды, -клипарт, -мультфильмы и -символ
Atomoder Protonenkern. Элемент векторного символа. Biologie-
Atomoder Protonenkern. Элемент векторного символа. Biologiewissenschaftlicher Hintergrund. Wissenschaftstechnologisches Konzept. Molekulares Vectorsymbol Oder-zeichen. EPS 10
ручное нажатие на атом. — фото и изображения нейтронных звезд
Ручной щелчок по атому.
Нажмите вручную на Atom на Hintergrund des Weltraums.
wissenschafts-doodles isoliert auf weiß. наука-символ веб-дизайн, benutzeroberfläche, мобильные приложения и печать — нейтронная звезда графика, -клипарт, -мультфильмы и -символ
Wissenschafts-Doodles isoliert auf Weiß. Science-Symbolfür…
wissenschaft handgezeichnete lineare doodles isoliert auf weißem undergrund. набор научных иконок для веб-дизайна и пользовательского интерфейса, мобильных приложений и печатных продуктов — графика нейтронной звезды, клипарт, мультфильмы и символ
Wissenschaft handgezeichnete lineare Doodles isoliert auf weißem…
Wissenschaft handgezeichnete lineare Vektorsymbole
Wissenschaft handgezeichnete lineare vektorssymbole isoliert in weißem undergrund. наука каракули набор иконок для веб-дизайна и пользовательского интерфейса, мобильных приложений и печатных продуктов — графика нейтронной звезды, клипарт, мультфильмы и символы
Wissenschaft handgezeichnete lineare Vektorsymbole isoliert auf.