Нейтронна зірка починає своє життя як зірка, маса якої в 7-20 разів перевищує масу Сонця. Коли у цього типу зірки закінчується паливо, вона руйнується під дією власної ваги, розчавлюючи своє ядро і викликаючи вибух наднової. Залишилася надщільна куля розміром приблизно з місто в поперечнику, але з масою вдвічі більшою за масу Сонця. Авторство: Лабораторія концептуальних зображень Центру космічних польотів Годдарда NASA
Гігантська зірка стикається з кількома можливими долями, коли вона гине в надновій. Цю зірку можна або повністю знищити, стати А Чорна діра, або стати a нейтронна зірка. Результат залежить від маси вмираючої зірки та інших факторів, які визначають те, що станеться, коли зірки вибухають у надновій.
Нейтронні зірки є одними з найбільш щільних об'єктів у космосі. У середньому вони мають лише близько 12 миль у діаметрі, але щільніші за наше Сонце, яке більш ніж у 72,000 XNUMX разів більше, ніж нейтронна зірка. Нейтронні зірки отримали свою назву через те, що їх ядра мають таку потужну гравітацію, що більшість позитивно заряджених протонів і негативно заряджених електронів всередині цих зірок об’єднуються в незаряджені нейтрони.
Це моделювання показує зіткнення двох щільних нейтронних зірок. У результаті зіткнення утворилася чорна діра, на орбіті якої обертається вир намагніченого газу. Деяка речовина з'являється в енергійних струменях і вітрах, які створюють важкі елементи і спалахи світла. Авторство: Зображення надано А. Чеховським, Р. Фернандесом, Д. Касеном
Нейтронні зірки не виробляють нового тепла. Однак вони неймовірно гарячі, коли формуються, і повільно остигають. Середня температура нейтронних зірок, які ми можемо спостерігати, становить близько 1.8 мільйона градусів Фаренгейт, порівняно з приблизно 9,900 градусами за Фаренгейтом для Сонця.
Нейтронні зірки відіграють важливу роль у Всесвіті. Останні дослідження показують, що зіткнення нейтронних зірок є одним з основних джерел у Всесвіті важких елементів, таких як золото та уран. Процес створення нових атомних ядер з уже існуючих протонів і нейтронів, незалежно від того, чи відбувається це під час зіткнення нейтронної зірки, наднової, горіння зірок або великий вибух, називається нуклеосинтезом.
Швидкі факти
- Величезна щільність нейтронної зірки означає, що чайна ложка матеріалу нейтронної зірки буде важити 10 мільйонів тонн.
- Нейтронна зірка діаметром лише близько 12 миль помістилася б у межах Чикаго.
- Навколо нейтронних зірок надзвичайно сильні магнітні поля.
- Нейтронні зірки обертаються надзвичайно швидко завдяки збереженню моменту імпульсу.
- Багато нейтронних зірок спостерігаються через періодичні (або імпульсні) радіохвилі, які вони випромінюють (їх називають пульсарами).
- Зіткнення нейтронних зірок – справа невелика. Ця подія вивільняє еквівалент енергії нашого Сонця в сотні мільйонів разів, спотворюючи простір-час. гравітаційні хвилі.
Управління науки DOE: внесок у дослідження нейтронних зірок
Програма Управління науки з ядерної фізики Міністерства оборони США підтримує дослідження в галузі ядерної астрофізики. Ця наукова дисципліна допомагає нам зрозуміти нейтронні зірки та інші об’єкти у космосі. Два університетських центри передового досвіду DOE — Інститут циклотронів Техаського університету A&M та ядерна лабораторія Triangle Universities — спеціалізуються на вивченні ядерної астрофізики. DOE також фінансує дослідження Великого вибуху, зірок, наднових та злиття нейтронних зірок та їх ролі як джерела елементів. Програма ядерної фізики Міністерства науки Міністерства охорони здоров'я фінансувала дослідження, які створили суперкомп'ютерні моделі зіткнень нейтронних зірок. DOE також підтримує експерименти в лабораторії Джефферсона Міністерства охорони здоров'я
що, вимірюючи розподіл нейтронів у ядрах, розповісти нам про фізику нейтронних зірок і властивості щільної ядерної матерії. Вивчення властивостей щільної ядерної матерії та багатої нейтронами речовини також є частиною мети Обладнання для рідкісних ізотопних балок та Argonne Tandem Linac Accelerator System, обидва засоби для користувачів Управління науки Міністерства економіки США.
