СОСТАВ И СТРОЕНИЕ НЕЙТРОННЫХ ЗВЕЗД ВЫПОЛНИЛ КУРСАНТ 10673

СОСТАВ И СТРОЕНИЕ НЕЙТРОННЫХ ЗВЕЗД ВЫПОЛНИЛ: КУРСАНТ 10673 -03 УЧ. ГР. К-Т БЕКЖАН Д. С.

Кварковая структура нейтрона

Магнетар

НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА • Звезда, в основном состоящая из нейтронов. Нейтрон – это нейтральная субатомная частица, одна из главных составляющих вещества. • Гипотезу о существовании нейтронных звезд выдвинули астрономы В. Бааде и Ф. Цвикки сразу после открытия нейтрона в 1932. Но подтвердить эту гипотезу наблюдениями удалось лишь после открытия пульсаров в 1967. • Нейтронные звезды образуются в результате гравитационного коллапса нормальных звезд с массами в несколько раз больше солнечной. Плотность нейтронной звезды близка к плотности атомного ядра, т. е. в 100 млн. раз выше плотности обычного вещества. Поэтому при своей огромной массе нейтронная звезда имеет радиус всего ок. 10 км. • Из-за малого радиуса нейтронной звезды сила тяжести на ее поверхности чрезвычайно велика: примерно в 100 млрд. раз выше, чем на Земле. От коллапса эту звезду удерживает «давление вырождения» плотного нейтронного вещества, не зависящее от его температуры. Однако если масса нейтронной звезды станет выше примерно 2 солнечных, то сила тяжести превысит это давление и звезда не сможет противостоять коллапсу. • У нейтронных звезд очень сильное магнитное поле, достигающее на поверхности 10 12– 1013 Гс (для сравнения: у Земли ок. 1 Гс). С нейтронными звездами связывают небесные объекты двух разных типов.

ПУЛЬСАРЫ • (радиопульсары). Эти объекты строго регулярно излучают импульсы радиоволн. Механизм излучения до конца не ясен, но считают, что вращающаяся нейтронная звезда излучает радиолуч в направлении, связанном с ее магнитным полем, ось симметрии которого не совпадает с осью вращения звезды. Поэтому вращение вызывает поворот радиолуча, периодически направляющегося на Землю.

РЕНТГЕНОВСКАЯ ДВОЙНАЯ ЗВЕЗДА • Рентгеновские пульсары- это тесные двойные системы, в которых одна из звезд является нейтронной, а другая – яркой звездой гигантом. С нейтронными звездами, входящими в двойную систему с массивной нормальной звездой, связаны также пульсирующие рентгеновские источники. В таких системах газ с поверхности нормальной звезды падает на нейтронную звезду, разгоняясь до огромной скорости. При ударе о поверхность нейтронной звезды газ выделяет 10– 30% своей энергии покоя, тогда как при ядерных реакциях этот показатель не достигает и 1%. Нагретая до высокой температуры поверхность нейтронной звезды становится источником рентгеновского излучения. Однако падение газа не происходит равномерно по всей поверхности: сильное магнитное поле нейтронной звезды захватывает падающий ионизованный газ и направляет его к магнитным полюсам, куда он и падает, как в воронку. Поэтому сильно нагреваются только районы полюсов, которые на вращающейся звезде становятся источниками рентгеновских импульсов. Радиоимпульсы от такой звезды уже не поступают, поскольку радиоволны поглощаются в окружающем ее газе.

СОСТАВ НЕЙТРОННЫХ ЗВЕЗД • Там, где плотность достигает около 4*1011 г/см 3, доля нейтронов увеличивается настолько, что некоторые из них уже не входят в состав ядер, а образуют сплошную среду. Там вещество похоже на «море» из нейтронов и электронов, в которое вкраплены ядра атомов. А при плотности около 2*1014 г/см 3 (плотность атомного ядра) вообще исчезают отдельные ядра и остается сплошная нейтронная «жидкость» с примесью протонов и электронов. Вероятно, нейтроны и протоны ведут себя при этом как сверхтекучая жидкость, подобная жидкому гелию и сверхпроводящим металлам в земных лабораториях

СТРОЕНИЕ НЕЙТРОННЫХ ЗВЕЗД • Внешняя кора состоит из ионов и электронов, её толщина достигает нескольких сотен метров. Тонкий приповерхностный слой горячей нейтронной звезды содержит невырожденный электронный газ, более глубокие слои — вырожденный электронный газ, с увеличением глубины он становится релятивистским и ультрарелятивистским. • Внутренняя кора состоит из электронов, свободных нейтронов и нейтронно-избыточных атомных ядер. С ростом глубины доля свободных нейтронов увеличивается, а атомных ядер — уменьшается. Толщина внутренней коры может достигать нескольких километров. • Внешнее ядро состоит из нейтронов с небольшой примесью (несколько процентов) протонов и электронов. В маломассивных нейтронных звёздах внешнее ядро может простираться до центра звезды. • В массивных нейтронных звёздах есть и внутреннее ядро. Его радиус может достигать нескольких километров, плотность в 10 -15 раз превышает плотность атомных ядер. Состав и уравнение состояния внутреннего ядра достоверно неизвестны: существует несколько гипотез, но в настоящее время невозможно подтвердить или опровергнуть какую-либо из них. .

Спасибо за внимание!