Нейтронная звезда начинает свою жизнь как звезда, масса которой примерно в 7-20 раз превышает массу Солнца. Когда у звезд этого типа заканчивается топливо, она коллапсирует под собственным весом, разрушая ядро и вызывая взрыв сверхновой. Остается только сверхплотная сфера размером с город в поперечнике, но вдвое превышающая массу Солнца, сжатого внутри. Предоставлено: Лаборатория концептуальных изображений Центра космических полетов имени Годдарда НАСА.
Гигантская звезда сталкивается с несколькими возможными судьбами, когда умирает в результате взрыва сверхновой. Эту звезду можно либо полностью уничтожить, либо стать черная дыраили стать нейтронная звезда. Результат зависит от массы умирающей звезды и других факторов, которые определяют то, что происходит, когда звезды взрываются в сверхновой.
Нейтронные звезды - одни из самых плотных объектов в космосе. В среднем они всего около 12 миль в диаметре, но плотнее нашего Солнца, которое более чем в 72,000 раз больше нейтронной звезды. Нейтронные звезды получили свое название, потому что их ядра обладают такой мощной гравитацией, что большинство положительно заряженных протонов и отрицательно заряженных электронов внутри этих звезд объединяются в незаряженные нейтроны.
Это моделирование показывает столкновение двух плотных нейтронных звезд. Столкновение сформировало черную дыру, вращающуюся вокруг водоворота намагниченного газа. Некоторая материя возникает в виде сильных струй и ветров, которые создают тяжелые элементы и вспышки света. Предоставлено: Изображение любезно предоставлено А. Чеховским, Р. Фернандесом, Д. Касеном.
Нейтронные звезды не производят нового тепла. Однако они невероятно горячие, когда формируются и медленно остывают. Нейтронные звезды, которые мы можем наблюдать, в среднем составляют около 1.8 миллиона градусов. Фаренгейтпо сравнению с примерно 9,900 XNUMX градусами по Фаренгейту для Солнца.
Нейтронные звезды играют важную роль во Вселенной. Недавние исследования показывают, что столкновения нейтронных звезд являются одним из основных источников во Вселенной тяжелых элементов, таких как золото и уран. Процесс создания новых атомных ядер из уже существующих протонов и нейтронов, происходит ли он во время столкновения нейтронной звезды, сверхновой звезды, горения звезд или Большой взрыв, называется нуклеосинтезом.
Факты
- Огромная плотность нейтронной звезды означает, что чайная ложка материала нейтронной звезды будет весить 10 миллионов тонн.
- Нейтронная звезда, имеющая диаметр всего около 12 миль, могла бы уместиться в пределах Чикаго.
- Нейтронные звезды имеют вокруг себя исключительно сильные магнитные поля.
- Нейтронные звезды вращаются чрезвычайно быстро из-за сохранения углового момента.
- Многие нейтронные звезды наблюдаются с помощью излучаемых ими периодических (или импульсных) радиоволн (их называют пульсарами).
- Столкновения нейтронных звезд - дело немалое. Это событие высвобождает энергию, в сотни миллионов раз превышающую энергию нашего Солнца, искажая пространство-время по мере того, как гравитационные волны.
Управление науки Министерства энергетики США: вклад в исследования нейтронных звезд
Программа Министерства энергетики по ядерной физике поддерживает исследования в области ядерной астрофизики. Эта научная дисциплина помогает нам понять нейтронные звезды и другие объекты в космосе. Два университетских центра передового опыта Министерства энергетики США - Циклотронный институт Техасского университета A&M и ядерная лаборатория Triangle Universities - специализируются на изучении ядерной астрофизики. Министерство энергетики также финансирует исследования Большого взрыва, слияния звезд, сверхновых и нейтронных звезд и их роли как источников элементов. Программа ядерной физики в Управлении науки Министерства энергетики США финансировала исследования, в ходе которых были созданы суперкомпьютерные модели столкновений нейтронных звезд. DOE также поддерживает эксперименты в лаборатории Джефферсона Министерства энергетики США
которые, измеряя распределение нейтронов в ядрах, рассказывают нам о физике нейтронных звезд и свойствах плотной ядерной материи. Изучение свойств плотной ядерной материи и материи, богатой нейтронами, также является частью цели Средство для редких изотопных балок и аргоннская тандемная система ускорителей линейного ускорителя, обе - это объекты Управления науки Министерства энергетики США.
