Що таке нейтронна зірка?

Що таке нейтронна зірка?

Одна зі ста зірок Чумацького Шляху належить до «нейтронного» різновиду. Це об’єкти настільки неймовірно щільні, що їх нутрощі стискаються доти, поки вони не починають нагадувати одне величезне атомне ядро.

Але це незвичайний атом, оскільки він непропорційно складається із нейтронів.

Щоб зрозуміти, звідки беруться ці нейтрони, нам потрібно пройти через шари нейтронної зірки та зрозуміти, як величезна гравітація впливає на особистий простір окремих частинок.

Як утворюються нейтронні зірки?


Глибоко всередині кожної зірки вирує війна. Гравітація притягується, коли тепло, що генерується ядерними реакціями, виштовхується назовні, створюючи відносно стабільну кулю плазми.

Рано чи пізно атомні печі охолонуть. Для зірок, які приблизно в 10-30 разів більше маси нашого Сонця, втрата тепла призводить до того, що холодніший зовнішній газ швидко опускається під дією сили тяжіння, набираючи швидкість, поки не врізається в щільну купу гарячого заліза, що утворилася в останні моменти його існування.

Ударна хвиля генерує величезний сплеск енергії, викидаючи хвилю гарячого газу та випромінювання в космос у вигляді вибуху наднової. Все, що залишилося, – це залізна куля в ядрі, яка трохи важча Сонця, втиснута в простір діаметром приблизно 11 кілометрів (6,8 миль) і вкрита тонкою (товщиною близько метра) атмосферою із захопленого водню та гелію.

Гравітація на цій кулі настільки ж божевільна, як і для структури, що спостерігається. Стоячи на поверхні цього залізного блоку розміром з місто, ви відчуєте силу гравітації близько 100 мільярдів G.

Що всередині нейтронних зірок?

Під вашими ногами відбувається неймовірно дивна фізика.

Сильний тиск змушує ядра заліза перетворюватися на величезну кристалічну структуру, продиктовану колективним поштовхом незліченних позитивних зарядів.

Електронний серпанок вільно проходить через щілини цього кристалу, і сильний тиск наближає їх до ядра. Завдяки законам квантової фізики, тіснота означає, що у електронів більше шансів опинитися прямо всередині протона, що перетворює пару на новий нейтрон і нейтрино. Нейтрони – це субатомна частка з масою, подібною до протону, але без електричного заряду, нейтрино – це майже безмасова нейтральна субатомна частка.

Крихітні нейтрино досить маленькі, щоб вискочити з маси. Але нейтрон залишається, утворюючи дивні ізотопи з масою заліза, але з набагато меншою кількістю протонів.

Які атоми є усередині нейтронної зірки?

Поринаючи ще глибше в структуру, ми можемо виявити, що атоми настільки нейтронно важкі, що вони починають розсипатися. Теорія передбачає, що нейтрони «дрейфують» у цьому дивовижному просторі як свого роду густий газ, розриваючись під тиском, що визначається не їх зарядами, а в силу правила, яке свідчить, що ідентичні частки такої природи не можуть займати той самий простір одночасно.

Ця “кора”, що знаходиться приблизно за кілометр від мертвої зірки, тепер складається з нейтронного туману з випадковими протонами то тут, то там. Ядра розташовані так близько, що можуть торкатися один одного.

При гравітації, що неухильно збільшується, колись відомі атомні структури перетворюються на екзотичні структури – що нагадують різні види пасти, такі як спагетті і лазанья, – сформовані балансом сильної ядерної сили і легкого позитивного відштовхування.

Прямо в самому серці нейтронних зірок фізика стає ще дивнішою. Вимушені поєднуватися в пари, нейтрони (і рідкісний протон, який не трансформувався) утворюють нові ідентичності, які дозволяють їм порушувати всі види колишніх законів, створюючи дивні струми.

У самому центрі, можливо, гравітація змушує нейтрони втрачати всю свою індивідуальність, перетворюючись на «кашу» зі своїх первинних частинок, кварків.

Якщо стиснути їх ще сильніше, ці кварки також перекриватимуть один одного, колапсуючи в точку, настільки обмежену, що ми не маємо способу її змоделювати. Іншими словами, вона стане чорною діркою.

Читайте також:

Залишити відповідь

*