Эрдэмтэд анх удаа нейтрон одны нэгдлээс үүссэн долгионыг олж авчээ. Нейтрон оддын төрлүүд

М82 галактикийн төвд пульсар (ягаан) харагдаж байна.

Судлах пульсар ба нейтрон ододОрчлон ертөнц: зураг, видео бичлэг, бүтэц, эргэлт, нягтрал, найрлага, масс, температур, хайлт бүхий тайлбар ба шинж чанарууд.

Пульсар

ПульсарЭдгээр нь бөмбөрцөг хэлбэртэй авсаархан биетүүд бөгөөд хэмжээс нь том хотын хил хязгаараас хэтрэхгүй. Гайхалтай нь ийм эзэлхүүнтэй тэд нарны массаас массын хувьд давж гардаг. Тэдгээрийг материйн туйлын төлөв байдлыг судлах, манай системээс гадуурх гаригуудыг илрүүлэх, сансар огторгуйн зайг хэмжихэд ашигладаг. Нэмж дурдахад тэд хэт их хэмжээний мөргөлдөөн гэх мэт эрч хүчтэй үйл явдлуудыг илтгэдэг таталцлын долгионыг олоход тусалсан. Анх 1967 онд нээсэн.

Пульсар гэж юу вэ?

Хэрэв та тэнгэрт пульсарыг хайвал энэ нь тодорхой хэмнэлийн дагуу анивчиж буй жирийн од мэт харагдана. Үнэн хэрэгтээ тэдний гэрэл анивчиж, лугшдаггүй бөгөөд од шиг харагддаггүй.

Пульсар нь эсрэг чиглэлд хоёр байнгын, нарийхан гэрлийн цацраг үүсгэдэг. Тэд эргэлддэг тул анивчих нөлөө нь үүсдэг (гэрэлт цамхаг зарчим). Яг энэ мөчид туяа дэлхий рүү хүрч, дараа нь дахин эргэдэг. Яагаад ийм зүйл болж байна вэ? Баримт нь пульсарын гэрлийн цацраг нь ихэвчлэн түүний эргэлтийн тэнхлэгтэй нийцдэггүй.

Хэрэв анивчих нь эргэлтээр үүсгэгддэг бол импульсийн хурд нь пульсар эргэлдэж буй хурдыг илэрхийлдэг. Нийт 2000 пульсар олдсон бөгөөд ихэнх нь секундэд нэг удаа эргэдэг. Гэхдээ нэг дор зуун хувьсгал хийх боломжтой 200 орчим объект байдаг. Хамгийн хурдан нь миллисекунд гэж нэрлэгддэг, учир нь тэдний нэг секундэд эргэлтийн тоо 700-тай тэнцүү байдаг.

Пульсарыг од гэж үзэх боломжгүй, ядаж "амьд" биш. Харин тэдгээр нь асар том од түлш дуусч, сүйрсний дараа үүссэн нейтрон од юм. Үүний үр дүнд хүчтэй дэлбэрэлт үүсдэг - супернова, үлдсэн нягт материал нь нейтрон од болж хувирдаг.

Орчлон ертөнц дэх пульсарын диаметр нь 20-24 км хүрдэг бөгөөд масс нь нарнаас хоёр дахин их байдаг. Танд санаа өгөхийн тулд чихрийн шоо хэмжээтэй ийм объектын нэг хэсэг нь 1 тэрбум тонн жинтэй болно. Энэ нь таны гарт Эверест шиг хүнд зүйл багтах болно! Үнэн, үүнээс ч илүү нягт объект байдаг - хар нүх. Хамгийн их масс нь 2.04 нарны масс хүрдэг.

Пульсарууд хүчтэй соронзон оронтой бөгөөд энэ нь дэлхийнхээс 100 сая-1 квадриллион дахин хүчтэй юм. Нейтрон од нь пульсар шиг гэрэл ялгаруулж эхлэхийн тулд соронзон орны хүч ба эргэлтийн хурдны зөв харьцаатай байх ёстой. Радио долгионы туяа газар дээрх дуран дурангаар дамжин өнгөрөхгүй бөгөөд үл үзэгдэх болно.

Радио пульсарууд

Астрофизикч Антон Бирюков нейтрон оддын физик, эргэлтийг удаашруулж, таталцлын долгионы нээлтийн талаар:

Пульсар яагаад эргэдэг вэ?

Пульсарын удаашрал нь секундэд нэг эргэлт юм. Хамгийн хурдан нь секундэд хэдэн зуун эргэлт хүртэл хурдасдаг бөгөөд үүнийг миллисекунд гэж нэрлэдэг. Эргэлтийн процесс нь үүссэн одод мөн эргэлддэг тул үүсдэг. Гэхдээ ийм хурдад хүрэхийн тулд танд нэмэлт эх сурвалж хэрэгтэй.

Судлаачид миллисекундын пульсарууд хөршөөсөө эрчим хүчийг хулгайлснаар үүссэн гэж үздэг. Эргэлтийн хурдыг нэмэгдүүлдэг гадны бодис байгааг анзаарч магадгүй юм. Гэмтсэн хамтрагчийн хувьд энэ нь сайн зүйл биш бөгөөд хэзээ нэгэн цагт пульсарт бүрэн идэгдэж магадгүй юм. Ийм системийг хар бэлэвсэн эмэгтэйчүүд гэж нэрлэдэг (аюултай төрлийн аалзны дараа).

Пульсарууд нь хэд хэдэн долгионы урттай (радио гамма туяа хүртэл) гэрэл ялгаруулах чадвартай. Гэхдээ тэд яаж үүнийг хийдэг вэ? Эрдэмтэд яг тодорхой хариултыг олж чадаагүй байна. Долгионы урт тус бүрийг тусдаа механизм хариуцдаг гэж үздэг. Гэрэлт цамхаг шиг цацраг нь радио долгионоор хийгдсэн байдаг. Тэдгээр нь тод, нарийхан бөгөөд бөөмс нь төвлөрсөн цацраг үүсгэдэг уялдаатай гэрлийг санагдуулдаг.

Эргэлтийн хурд ихсэх тусам соронзон орон сул байна. Гэхдээ эргэлтийн хурд нь удаан туяа шиг тод туяа гаргахад хангалттай.

Эргэлтийн үед соронзон орон нь цахилгаан орон үүсгэдэг бөгөөд энэ нь цэнэгтэй бөөмсийг хөдөлгөөнт байдалд (цахилгаан гүйдэл) авчирч чаддаг. Гадаргуу дээрх соронзон орон давамгайлж буй хэсгийг соронзон мандал гэж нэрлэдэг. Энд хүчтэй цахилгаан талбайн нөлөөгөөр цэнэглэгдсэн тоосонцор гайхалтай өндөр хурдтай хурдасдаг. Тэд хурдасгах бүртээ гэрэл цацруулдаг. Энэ нь оптик болон рентген мужид харагдана.

Гамма цацрагийн талаар юу хэлэх вэ? Судалгаанаас харахад тэдний эх үүсвэрийг пульсарын ойролцоо өөр газраас хайх хэрэгтэй. Мөн тэд шүтэн бишрэгчтэй төстэй байх болно.

Пульсар хайх

Радио дуран нь сансарт пульсар хайх гол арга хэвээр байна. Эдгээр нь бусад объектуудтай харьцуулахад жижиг, бүдэг байдаг тул та тэнгэрийг бүхэлд нь сканнердаж, аажмаар эдгээр объектууд линз рүү орох хэрэгтэй. Ихэнх нь Австралийн Паркесын ажиглалтын төвөөс олдсон. 2018 оноос эхлэн квадрат километрийн антеннаас (SKA) олон шинэ мэдээлэл гарах болно.

2008 онд GLAST телескопыг хөөргөж, 2050 гамма цацраг ялгаруулдаг пульсар илрүүлсний 93 нь миллисекунд байв. Энэхүү телескоп нь тэнгэрийг бүхэлд нь сканнердаж байхад бусад нь онгоцны дагуух жижиг хэсгүүдийг л тодруулдаг учраас үнэхээр хэрэгтэй.

Өөр өөр долгионы уртыг олох нь хэцүү байж болно. Үнэн хэрэгтээ радио долгион нь гайхалтай хүчтэй боловч дурангийн линз рүү орохгүй байж магадгүй юм. Гэхдээ гамма цацраг нь тэнгэрт илүү их тархдаг боловч гэрэлтүүлгийн хувьд доогуур байдаг.

Эрдэмтэд одоо радио долгионоор, 160 нь гамма туяагаар олдсон 2300 пульсар байдгийг мэддэг болсон. Мөн 240 миллисекунд пульсар байдаг бөгөөд үүнээс 60 нь гамма цацраг үүсгэдэг.

Пульсар ашиглах

Пульсар бол зүгээр л гайхалтай сансрын биетүүд биш, бас хэрэгтэй хэрэгсэл юм. Гарсан гэрэл нь дотоод үйл явцын талаар маш их зүйлийг хэлж чадна. Энэ нь судлаачид нейтрон оддын физикийг ойлгох чадвартай байдаг. Эдгээр объектууд нь маш өндөр даралттай байдаг тул материйн үйлдэл нь ердийнхөөс ялгаатай байдаг. Нейтрон оддын хачирхалтай агуулгыг "цөмийн зуурмаг" гэж нэрлэдэг.

Пульсар нь импульсийн нарийвчлалын ачаар олон ашиг тусыг авчирдаг. Эрдэмтэд тодорхой объектуудыг мэддэг бөгөөд тэдгээрийг сансрын цаг гэж үздэг. Ингэж л бусад гаригууд байдаг гэсэн таамаг гарч эхэлсэн. Үнэн хэрэгтээ, олдсон анхны экзопланет нь пульсарыг тойрон эргэдэг байв.

Пульсарууд "анивчих" зуураа хөдөлж, сансрын зайг хэмжихэд ашиглаж болно гэдгийг бүү мартаарай. Тэд мөн Эйнштейний харьцангуйн онолыг таталцлын агшин мэт туршиж үзэхэд оролцсон. Гэхдээ импульсийн тогтмол байдлыг таталцлын долгионоор тасалдуулж болно. Үүнийг 2016 оны хоёрдугаар сард анзаарсан.

Пульсарын оршуулгын газрууд

Аажмаар бүх пульсарууд удааширдаг. Эргэлтийн үед үүссэн соронзон орон цацрагаар тэжээгддэг. Үүний үр дүнд энэ нь мөн хүчээ алдаж, цацраг илгээхээ больдог. Эрдэмтэд радио долгионы өмнө гамма туяаг илрүүлэх боломжтой тусгай шугам зурсан байна. Пульсар доор унамагц пульсарын оршуулгын газарт бичдэг.

Хэрэв суперновагийн үлдэгдэлээс пульсар үүссэн бол асар их энергийн нөөцтэй, хурдан эргэлтийн хурдтай байдаг. Жишээ нь залуу объект PSR B0531+21. Энэ үе шатанд хэдэн зуун мянган жилийн турш үлдэж, дараа нь хурдаа алдаж эхэлнэ. Дунд насны пульсарууд хүн амын дийлэнх хувийг эзэлдэг бөгөөд зөвхөн радио долгион үүсгэдэг.

Гэсэн хэдий ч хэрэв ойролцоо хиймэл дагуул байгаа бол пульсар насаа уртасгаж чадна. Дараа нь материалаа сугалж, эргэлтийн хурдыг нэмэгдүүлнэ. Ийм өөрчлөлтүүд ямар ч үед тохиолдож болох тул пульсар дахин төрөх чадвартай байдаг. Ийм контактыг бага масстай рентген хоёртын систем гэж нэрлэдэг. Хамгийн эртний пульсарууд нь миллисекунд юм. Зарим нь хэдэн тэрбум жилийн настай.

Нейтрон одод

Нейтрон одод- нарны массаас 1.4 дахин их нууцлаг объектууд. Тэд том оддын дэлбэрэлтийн дараа төрсөн. Эдгээр формацуудыг илүү сайн мэдэж авцгаая.

Нарнаас 4-8 дахин их масстай од дэлбэрэхэд өндөр нягтралтай цөм үлдэж, нуран унасаар байдаг. Таталцал нь материалыг маш хүчтэй түлхэж, протон ба электронууд хоорондоо нийлж нейтрон болдог. Ингэж өндөр нягтралтай нейтрон од үүсдэг.

Эдгээр асар том биетүүд ердөө 20 км-ийн диаметртэй болно. Нягтын тухай ойлголт өгөхийн тулд нейтрон одны нэг халбага нь тэрбум тонн жинтэй болно. Ийм биет дээрх таталцлын хүч нь дэлхийнхээс 2 тэрбум дахин хүчтэй бөгөөд таталцлын линз хийхэд хангалттай хүч чадал нь эрдэмтэд одны ар талыг харах боломжийг олгодог.

Дэлбэрэлтээс үүдэлтэй цохилт нь нейтрон одыг эргүүлэхэд хүргэдэг импульс үлдээж, секундэд хэд хэдэн эргэлтэнд хүрдэг. Хэдийгээр тэд минутанд 43,000 удаа хурдасгах боломжтой.

Авсаархан объектуудын ойролцоох хилийн давхаргууд

Астрофизикч Валерий Сулейманов нейтрон оддын эргэн тойронд хуримтлагдах диск, оддын салхи, материйн үүссэн тухай:

Нейтрон оддын дотоод байдал

Астрофизикч Сергей Попов материйн эрс тэс байдал, нейтрон оддын найрлага, дотоод орчныг судлах аргуудын талаар:

Нейтрон од нь супернова дэлбэрсэн хоёртын системийн нэг хэсэг байх үед зураг нь илүү гайхалтай харагдаж байна. Хэрэв хоёр дахь од нь нарнаас бага жинтэй бол хамтрагчийн массыг "Рошын дэлбэн" рүү татдаг. Энэ бол нейтрон одыг тойрон эргэлддэг бөмбөрцөг хэлбэрийн үүл юм. Хэрэв хиймэл дагуул нь нарны массаас 10 дахин том байсан бол масс дамжуулалтыг бас тохируулсан боловч тийм ч тогтвортой биш байна. Материал нь соронзон туйлуудын дагуу урсаж, халааж, рентген туяа үүсгэдэг.

2010 он гэхэд радио илрүүлэгч ашиглан 1800 пульсар, гамма туяа ашиглан 70 пульсар илрүүлжээ. Зарим сорьцонд гаригууд хүртэл байсан.

Нейтрон оддын төрлүүд

Нейтрон оддын зарим төлөөлөгчид бараг гэрлийн хурдаар урсдаг материалын тийрэлтэт онгоцтой байдаг. Тэд бидний хажуугаар нисэхэд гэрэлт цамхаг шиг анивчдаг. Үүнээс болж тэдгээрийг пульсар гэж нэрлэдэг.

Астрофизикчид хүчтэй галын дараа пульсарын маш хурдан бүдгэрч буй цацрагийг хальсанд буулгажээ - сэнсний горим гэж нэрлэгддэг шилжилт. Дөч гаруй жилийн өмнө онолын хувьд таамаглаж байсан уг үзэгдлийг анх удаа найдвартай бүртгэжээ.

ОХУ-ын ШУА-ийн Сансар судлалын хүрээлэн, MIPT, Оросын ШУА-ийн Пулково обсерваторигийн Оросын эрдэмтэд багтсан олон улсын астрофизикчдийн баг хүчтэй галын дараа пульсарын маш хурдан бүдгэрч буй цацрагийг хальсанд буулгажээ. сэнсний горим гэж нэрлэгддэг. Энэхүү нөлөөллийн онолын таамаглалыг дөч гаруй жилийн өмнө хийсэн боловч одоо л энэ үзэгдлийг 4U 0115+63 ба V 0332+53 рентген пульсаруудад найдвартай бүртгэжээ. Хэмжилтийн үр дүн, тооцоолол, дүгнэлтийг Astronomy & Astrophysics сэтгүүлд нийтлэв.

4U 0115+63 ба V 0332+53 пульсарууд нь тусгай төрлийн үүсгүүрт хамаарах рентген пульсар (эсвэл түр зуурын) юм. Тэд рентген туяанд бага зэрэг гэрэлтдэг, эсвэл хурц гэрэлтдэг, бүр бүрмөсөн алга болдог. Пульсарууд нэг төлөвөөс нөгөөд шилждэг тул тэдгээрийн соронзон орон болон хүрээлэн буй орчны температурыг шүүж болно. Эдгээр параметрүүдийн утгууд нь маш өндөр тул дэлхийн лабораторид шууд авч, хэмжих боломжгүй юм.

Пульсарын нэр нь үсгээр эхэлдэг бөгөөд энэ нь түүнийг олсон анхны ажиглалтын газрыг заадаг бөгөөд дараа нь тоонууд байдаг - пульсарын координатууд. "V" бол ЗХУ-ын нутаг дэвсгэрийг хянах зориулалттай Америкийн цэргийн хиймэл дагуул болох Vela 5B хиймэл дагуул юм. "4U" нь эргээд тойрог зам дахь анхны тусгай зориулалтын рентген ажиглалтын газар болох "UHURU-ийн 4-р каталог" гэсэн үг юм. Анхны пульсарыг олж илрүүлэхэд түүнийг "бяцхан ногоон хүмүүс"-ээс LGM-1 гэж нэрлэжээ: энэ нь тогтмол давтамжтайгаар радио импульс илгээдэг байсан бөгөөд судлаачид үүнийг ухаалаг соёл иргэншлийн дохио байж магадгүй гэж шийджээ.

Рентген пульсар нь хүчтэй соронзон оронтой, хурдан эргэдэг нейтрон од юм. Нейтрон од нь энгийн одтой хос болж, хийг нь өөртөө татаж чаддаг - астрофизикчид үүнийг хуримтлал гэж нэрлэдэг. Хий нь нейтрон одны эргэн тойронд спираль эргэлдэж, хуримтлагдах дискийг үүсгэдэг бөгөөд нейтрон одны соронзон бөмбөрцгийн хил дээр удааширдаг. Энэ тохиолдолд бодис нь соронзон мандалд бага зэрэг нэвтэрч, "хөлдөж" соронзон шугамын дагуу туйл руу урсдаг. Соронзон туйлууд дээр унахдаа хэдэн зуун сая градус хүртэл халааж, рентген туяаны мужид ялгардаг. Нейтрон одны соронзон тэнхлэг нь эргэлтийн тэнхлэгийн өнцөгт байрладаг тул рентген туяа нь гэрэлт цамхагийн туяа шиг эргэлдэж, "эрэг дээрээс" секундын мянгаас хэдэн минут хүртэлх хугацаатай давтагдах дохио болж харагдана.

Нейтрон од бол суперновагийн дэлбэрэлтийн байж болзошгүй үлдэгдэлүүдийн нэг юм. Зарим оддын хувьслын төгсгөлд таталцлын нөлөөгөөр тэдгээрийн бодис маш их шахагдсан тул электронууд нь протонтой нийлж, нейтрон үүсгэдэг. Нейтрон одны соронзон орон нь дэлхий дээрх хамгийн дээд хэмжээнээс хэдэн арван тэрбум дахин давж чаддаг.

Рентген пульсарыг хоёр одтой системд ажиглахын тулд энгийн одноос нейтрон од руу бодис урсах ёстой. Энгийн од нь аварга эсвэл супер аварга байж болох ба хүчирхэг одны салхитай байж болно, өөрөөр хэлбэл сансарт маш их бодис цацдаг. Эсвэл энэ нь Рошийн дэлбэнгийг дүүргэсэн нар шиг жижиг од байж болох юм - үүнээс цааш матери нь одны таталцлын хүчинд байхаа больсон бөгөөд нейтрон одны таталцлын хүчээр татагддаг бүс юм.

Рентген пульсар 4U 0115+63 ба V 0332+53 нь маш тогтворгүй ялгардаг (өөрөөр хэлбэл цацрагийн тэсрэлт үүсгэдэг), учир нь тэдгээр нь тус бүр нь маш ер бусын хамтрагч од буюу Be ангиллын одтой байдаг. Be од нь тэнхлэгээ тойрон маш хурдан эргэдэг тул түүний хормой үе үе "өргөгддөг" - хийн диск үүсч, экваторын дагуу ургаж, од нь Рошийн дэлбээг дүүргэдэг. Хий нь нейтрон од руу хурдан хуримтлагдаж, түүний цацрагийн эрч хүч огцом нэмэгдэж, цочрол үүсдэг. Аажмаар "юбка" нь элэгдэж, хуримтлагдах диск нь шавхагдаж, соронзон орон ба төвөөс зугтах хүчний нөлөөгөөр бодис нейтрон од руу унахаа больсон. "Сэнсний эффект" гэж нэрлэгддэг зүйл тохиолддог. Энэ горимд аккреци үүсэхгүй бөгөөд рентген туяаны эх үүсвэр алга болно.

Одон орон судлалд "гэрэлтэлт" гэсэн нэр томъёог ашигладаг, өөрөөр хэлбэл цаг хугацааны нэгжид огторгуйн биеэс ялгарах нийт энерги юм. 4U 0115+63 эх үүсвэрийн босго гэрэлтүүлгийг улаанаар үзүүлэв. Өөр эх сурвалжийн хувьд (V 0332+53) ижил төстэй дүр зураг ажиглагдаж байна. Цэнхэр зураасыг зурсан газарт пульсар ба оптик одны хоорондох зай хамгийн бага байна. Энэ байрлалд зураг дээр тодорхой харагдаж байгаа хангалттай хэмжээний бодис байгаа тохиолдолд хуримтлуулах горимыг түр хугацаанд үргэлжлүүлж болно.

Оросын эрдэмтэд Свифт сансрын ажиглалтын төвд рентген дуран ашиглан цацрагийн босго эрчмийг, өөрөөр хэлбэл пульсар "сэнсний горимд" орох гэрэлтэлтийг хэмжиж чаджээ. Энэ утга нь соронзон орон болон пульсарын эргэлтийн хугацаанаас хамаарна. Судалгаанд хамрагдаж буй эх үүсвэрүүдийн эргэлтийн хугацаа нь тэдгээрийн ялгаруулж буй импульсийн ирэх хугацааг хэмжих замаар тодорхойлогддог - 4U 0115+63-ийн хувьд 3.6 сек, V 0332+53-ийн хувьд 4.3 сек, энэ нь соронзон орны хүчийг тооцоолох боломжтой болсон. Үр дүн нь бусад аргаар олж авсан утгатай давхцсан. Гэсэн хэдий ч пульсарын гэрэлтэлт нь таамаглаж байсанчлан 400 дахин буураагүй, харин ердөө 200 дахин буурсан байна. Зохиогчид галын дөлөөр халсан нейтрон одны гадаргуу хөргөж, улмаар цацрагийн нэмэлт эх үүсвэр болдог, эсвэл сэнсний нөлөө нь ердийн одноос материйн урсгалыг бүрэн хааж чадахгүй, бусад "алдагдах" гэж үздэг. сувгууд.

Сэнсний горимд шилжих нь илрүүлэхэд маш хэцүү байдаг, учир нь энэ горимд пульсар бараг ямар ч цацраг ялгаруулдаггүй. 4U 0115+63 ба V 0332+53 эх үүсвэрүүдийн өмнөх гал асаах үед энэ шилжилтийг барьж авах оролдлого аль хэдийн гарч байсан боловч тухайн үед бэлэн байсан багаж хэрэгслийн мэдрэмж бага байсан тул "унтраах" төлөвийг илрүүлж чадаагүй юм. Эдгээр пульсарууд үнэхээр "унтрадаг" гэсэн найдвартай баталгааг одоо л хүлээн авлаа. Нэмж дурдахад "сэнсний горим" руу шилжих тухай мэдээллийг нейтрон оддын соронзон орны хүч чадал, бүтцийг тодорхойлоход ашиглаж болохыг харуулж байна.

ОХУ-ын ШУА-ийн профессор, физик-математикийн шинжлэх ухааны доктор, Оросын ШУА-ийн Сансар судлалын хүрээлэнгийн лабораторийн эрхлэгч, MIPT-ийн багш Александр Лутовинов ингэж тайлбарлав.

"Нейтрон оддын үүсэх, хувьслын талаархи үндсэн асуултуудын нэг бол тэдгээрийн соронзон орны бүтэц юм. Судалгааны явцад бид хоёр нейтрон одны хувьд сэнсний эффектийг яг таг хариуцдаг соронзон орны диполь бүрэлдэхүүнийг тодорхойлсон. Бид бие даан олж авсан энэ утгыг циклотроны шугамын хэмжилтээс аль хэдийн мэдэгдэж байсан соронзон орны утгатай харьцуулж, улмаар талбайн бүтцэд орж буй бусад дээд эрэмбийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн оруулсан хувь нэмрийг тооцоолж болохыг харуулсан.

2013 оны 8-р сарын 29, 22:33

Ихэнхдээ "үхсэн" одод гэж нэрлэгддэг нейтрон одод бол гайхалтай биет юм. Тэдний сүүлийн хэдэн арван жилийн судалгаа нь астрофизикийн хамгийн сонирхолтой, нээлтээр баялаг салбаруудын нэг болжээ. Нейтрон оддыг сонирхож байгаа нь зөвхөн бүтцийн нууцаас гадна асар их нягтрал, хүчтэй соронзон болон таталцлын оронтой холбоотой юм. Тэнд байгаа бодис нь асар том атомын цөмийг санагдуулам онцгой байдалд байгаа бөгөөд эдгээр нөхцөлийг дэлхийн лабораторид дахин гаргах боломжгүй юм.

Үзэгний үзүүрт төрөх

1932 онд шинэ элементар бөөмс болох нейтроныг нээсэн нь астрофизикчдийг оддын хувьсалд ямар үүрэг гүйцэтгэж болох талаар бодоход хүргэжээ. Хоёр жилийн дараа суперновагийн дэлбэрэлт нь энгийн оддыг нейтрон од болгон хувиргахтай холбоотой гэж үзсэн. Дараа нь сүүлийн үеийн бүтэц, параметрүүдийг тооцоолж, хэрэв жижиг одод (манай нар шиг) хувьслын төгсгөлд цагаан одой болж хувирвал илүү хүнд нь нейтрон болж хувирах нь тодорхой болсон. 1967 оны 8-р сард радио одон орон судлаачид сансар огторгуйн радио эх үүсвэрийн анивчихыг судалж байхдаа хачирхалтай дохиог олж илрүүлсэн - маш богино, 50 миллисекунд үргэлжилдэг, радио долгионы импульс бүртгэгдэж, тодорхой хугацааны интервалаар (нэг секунд орчим) давтагддаг. Энэ нь радио цацрагийн санамсаргүй жигд бус хэлбэлзлийн ердийн эмх замбараагүй дүр зургаас огт өөр байв. Бүх тоног төхөөрөмжийг сайтар шалгасны дараа импульс нь харь гаригийн гаралтай гэдэгт итгэлтэй болсон. Одон орон судлаачдын хувьд хувьсах эрчимтэй ялгарах объектуудыг гайхшруулах нь хэцүү байдаг, гэхдээ энэ тохиолдолд хугацаа нь маш богино, дохио нь тогтмол байсан тул эрдэмтэд харь гаригийн соёл иргэншлийн мэдээ байж магадгүй гэж нухацтай санал болгов.

Тиймээс анхны пульсарыг LGM-1 гэж нэрлэсэн (Англи хэлний бяцхан ногоон эрчүүд - "Бяцхан ногоон эрчүүд") боловч хүлээн авсан импульсийн утгыг олох гэсэн оролдлого үр дүнгүй болсон. Удалгүй өөр 3 лугшилттай радио эх үүсвэрийг илрүүлэв. Тэдний хугацаа дахин одон орны бүх мэдэгдэж буй объектуудын чичиргээ, эргэлтийн онцлог хугацаанаас хамаагүй бага болсон. Цацрагийн импульсийн шинж чанараас шалтгаалан шинэ биетүүдийг пульсар гэж нэрлэж эхлэв. Энэхүү нээлт нь одон орон судлалыг жинхэнэ утгаар нь донсолгож, олон радио ажиглалтын газраас пульсар илрүүлсэн тухай мэдээллүүд ирж эхлэв. 1054 онд суперновагийн дэлбэрэлтийн улмаас үүссэн Хавчны мананцараас пульсар олдсоны дараа (хятад, араб, хойд америкчуудын тэмдэглэлд дурдсанчлан энэ од нь өдрийн цагаар харагддаг байсан) пульсарууд мөн болох нь тодорхой болсон. ямар нэгэн байдлаар суперновагийн дэлбэрэлттэй холбоотой.

Дэлбэрэлтийн дараа үлдсэн объектоос дохио ирсэн байх магадлалтай. Астрофизикчид пульсар бол тэдний удаан хугацаанд хайж байсан маш хурдан эргэдэг нейтрон од гэдгийг ойлгох хүртэл маш их цаг зарцуулсан.

Хэдийгээр ихэнх нейтрон оддыг радио цацрагаар илрүүлсэн ч гамма-туяа болон рентген туяаны мужид энергийн ихэнх хэсгийг ялгаруулдаг. Нейтрон одод маш халуун төрдөг боловч хангалттай хурдан хөрдөг бөгөөд аль хэдийн мянган настайдаа гадаргын температур 1,000,000 К орчим байдаг. Тиймээс зөвхөн залуу нейтрон одод цэвэр дулааны цацрагийн нөлөөгөөр рентген туяаны мужид гэрэлтдэг.

Пульсарын физик

Пульсар бол соронзны тэнхлэгтэй давхцдаггүй тэнхлэгийг тойрон эргэлддэг асар том соронзлогдсон орой юм. Хэрэв түүн дээр юу ч унаж, юу ч ялгаруулдаггүй бол түүний радио цацраг нь эргэлтийн давтамжтай байх бөгөөд бид үүнийг дэлхий дээр хэзээ ч сонсохгүй. Гэхдээ энэ орой нь асар том масстай, гадаргуугийн өндөр температуртай бөгөөд эргэдэг соронзон орон нь протон, электроныг бараг гэрлийн хурдаар хурдасгах чадвартай асар том цахилгаан орон үүсгэдэг. Түүгээр ч барахгүй пульсарын эргэн тойронд гүйж буй эдгээр бүх цэнэгтэй хэсгүүд нь түүний асар том соронзон орон дотор баригдсан байдаг. Зөвхөн соронзон тэнхлэгийн эргэн тойронд жижиг хатуу өнцгийн дотор л тэд салж чадна (нейтрон одод нь орчлон ертөнцийн хамгийн хүчтэй соронзон оронтой бөгөөд 10 10 -10 14 гаусс хүрдэг, харьцуулахын тулд: дэлхийн талбай 1 гаусс, нарных - 10 байна. -50 гаус). Цэнэглэгдсэн бөөмсийн эдгээр урсгалууд нь пульсаруудыг олж илрүүлсэн радио цацрагийн эх үүсвэр бөгөөд хожим нь нейтрон од болсон юм. Нейтрон одны соронзон тэнхлэг нь түүний эргэлтийн тэнхлэгтэй заавал давхцах албагүй тул одыг эргүүлэх үед радио долгионы урсгал нь strobe гэрэлт цамхаг мэт сансар огторгуйд тархдаг - зөвхөн эргэн тойрон дахь харанхуйг хэсэгхэн зуур тасалдаг.

Хавчны мананцарын пульсарын рентген зураг идэвхтэй (зүүн) ба хэвийн (баруун) төлөв байдалд байна

хамгийн ойрын хөрш
Энэхүү пульсар нь дэлхийгээс ердөө 450 гэрлийн жилийн зайд оршдог ба нейтрон од ба цагаан одой хоёртын систем бөгөөд 5.5 хоногийн тойрог замд оршдог. ROSAT хиймэл дагуулын хүлээн авсан зөөлөн рентген цацрагийг хоёр сая градус хүртэл халаадаг PSR J0437-4715 туйлын мөсөн бүрхүүлүүд ялгаруулдаг. Хурдан эргэлтийн үед (энэ пульсарын хугацаа 5.75 миллисекунд) нэг буюу өөр соронзон туйлаар дэлхий рүү эргэдэг бөгөөд үүний үр дүнд гамма цацрагийн урсгалын эрчим 33% -иар өөрчлөгддөг. Жижиг пульсарын дэргэдэх тод объект бол алс холын галактик бөгөөд ямар нэг шалтгаанаар спектрийн рентген бүсэд идэвхтэй гэрэлтдэг.

Төгс Хүчит Таталцал

Орчин үеийн хувьслын онолоор бол асар том одод асар том дэлбэрэлтээр амьдралаа дуусгаж, ихэнхийг нь өргөжин тэлж буй хийн мананцар болгон хувиргадаг. Үүний үр дүнд хэмжээ, массаараа манай нарнаас хэд дахин том аварга биетээс үлдэж байгаа зүйл бол 20 км орчим хэмжээтэй, нимгэн агаар мандалтай (устөрөгч болон хүнд ионуудаас бүрдсэн), таталцлын оронтой харьцуулахад 100 тэрбум дахин их биет юм. дэлхийнх. Үүнийг нейтрон од гэж нэрлэдэг байсан бөгөөд энэ нь ихэвчлэн нейтроноос бүрддэг гэж үздэг. Нейтрон одны бодис бол материйн хамгийн нягт хэлбэр юм (ийм супер цөмийн нэг халбага нь тэрбум тонн орчим жинтэй). Пульсараас ялгарах дохионы маш богино хугацаа нь эдгээр нь асар том соронзон оронтой, асар хурдтай эргэдэг нейтрон од гэдгийг батлах анхны бөгөөд хамгийн чухал аргумент байв. Зөвхөн хүчтэй таталцлын оронтой нягт, нягт биетүүд (хэдхэн арван километрийн хэмжээтэй) төвөөс зугтах инерцийн хүчний нөлөөгөөр хэсэг хэсгээрээ унахгүйгээр ийм эргэлтийн хурдыг тэсвэрлэдэг.

Нейтрон од нь протон ба электронтой холилдсон нейтрон шингэнээс тогтдог. Атомын цөмтэй төстэй "цөмийн шингэн" нь энгийн уснаас 1014 дахин нягт юм. Энэ асар том ялгаа нь ойлгомжтой - эцэст нь атомууд нь гол төлөв хоосон орон зайгаас бүрддэг бөгөөд үүнд хөнгөн электронууд жижиг, хүнд цөмийг тойрон нисдэг. Протон ба нейтрон нь электроноос 2000 дахин хүнд тул цөм нь бараг бүх массыг агуулдаг. Нейтрон од үүсэхэд үүссэн хэт их хүч нь атомуудыг маш ихээр шахаж цөмд шахагдсан электронууд протонтой нийлж нейтрон үүсгэдэг. Ийм байдлаар бараг бүхэлдээ нейтроноос бүрдсэн од төрдөг. Хэт нягт цөмийн шингэнийг дэлхий дээр авчирвал цөмийн бөмбөг шиг дэлбэрч, харин нейтрон одонд асар их таталцлын даралтаас болж тогтвортой байдаг. Гэсэн хэдий ч нейтрон одны гаднах давхаргад (үнэндээ бүх оддын адил) даралт, температур буурч, нэг километр орчим зузаантай хатуу царцдас үүсдэг. Энэ нь гол төлөв төмрийн цөмөөс бүрддэг гэж үздэг.

Флэш
1979 оны 3-р сарын 5-ны өдрийн асар том рентген туяа нь манай Галактикаас хол зайд, Дэлхийгээс 180 мянган гэрлийн жилийн зайд байрлах манай Сүүн замын хиймэл дагуул болох Том Магелланы үүлэнд болсон нь тогтоогджээ. Гуравдугаар сарын 5-нд долоон сансрын хөлөг бүртгэсэн гамма цацрагийг хамтарсан боловсруулалт хийснээр энэ объектын байрлалыг маш нарийн тодорхойлох боломжтой болсон бөгөөд энэ нь Магелланы үүлэнд яг байрладаг нь одоо бараг эргэлзээгүй юм.

180 мянган жилийн өмнө энэ алс холын од дээр болсон үйл явдлыг төсөөлөхөд бэрх боловч тэр үед 10 супернова шиг гялалзсан нь манай Галактикийн бүх оддын гэрэлтэлтээс 10 дахин их байв. Зургийн дээд талд байгаа тод цэг нь олонд танигдсан, алдартай SGR пульсар бөгөөд жигд бус тойм нь 1979 оны 3-р сарын 5-нд дүрэлзсэн объектын хамгийн магадлалтай байрлал юм.

Нейтрон одны гарал үүсэл
Суперновагийн дэлбэрэлт бол таталцлын энергийн нэг хэсгийг дулаан болгон хувиргах явдал юм. Хуучин одны түлш дуусч, термоядролын урвал нь дотоод хэсгийг шаардлагатай температурт халааж чадахгүй бол нуралт буюу хийн үүл түүний хүндийн төв рүү нурах болно. Энэ үйл явцад ялгарах энерги нь одны гаднах давхаргыг бүх чиглэлд тарааж, тэлэх мананцар үүсгэдэг. Хэрэв од нь манай Нар шиг жижиг бол дэлбэрэлт гарч, цагаан одой үүснэ. Хэрэв одны масс Нарныхаас 10 дахин их бол ийм уналт нь суперновагийн дэлбэрэлтэд хүргэж, энгийн нейтрон од үүсдэг. Хэрэв 20-40 нарны масстай маш том одны оронд хэт шинэ од дэлбэрч, гурваас дээш нарны масстай нейтрон од үүссэн бол таталцлын шахалтын процесс эргэлт буцалтгүй болж, хар нүх үүснэ. үүссэн.

Дотоод бүтэц
Нейтрон одны гаднах давхаргын хатуу царцдас нь куб торонд байрлуулсан хүнд атомын цөмүүдээс бүрдэх ба тэдгээрийн хооронд электронууд чөлөөтэй нисдэг бөгөөд энэ нь хуурай газрын металлыг санагдуулам боловч илүү нягтралтай байдаг.

Нээлттэй асуулт

Нейтрон оддыг сүүлийн гуч орчим жилийн турш эрчимтэй судалж байгаа ч дотоод бүтэц нь тодорхойгүй байна. Түүнээс гадна тэдгээр нь ихэвчлэн нейтроноос бүрддэг гэдэгт бат итгэлтэй байдаггүй. Од руу гүнзгийрэх тусам даралт, нягт нь нэмэгдэж, бодис нь маш шахагдаж, протон, нейтроны барилгын материал болох кваркууд болж задардаг. Орчин үеийн квант хромодинамикийн дагуу кваркууд чөлөөт төлөвт оршин тогтнох боломжгүй, харин салшгүй "гурав", "хоёр" болж нэгтгэгддэг. Гэхдээ нейтрон одны дотоод цөмийн зааг дээр нөхцөл байдал өөрчлөгдөж, кваркууд өөрсдийнхөө хүрээнээс гарч магадгүй юм. Нейтрон од ба чамин кварк бодисын мөн чанарыг илүү сайн ойлгохын тулд одон орон судлаачид одны масс ба түүний радиус (дундаж нягт) хоорондын хамаарлыг тодорхойлох хэрэгтэй. Нейтрон оддыг хиймэл дагуулаар судалснаар тэдгээрийн массыг нэлээд нарийвчлалтай хэмжих боломжтой боловч диаметрийг тодорхойлох нь илүү хэцүү байдаг. Саяхан XMM-Newton рентген хиймэл дагуулыг ашиглан эрдэмтэд таталцлын улаан шилжилт дээр үндэслэн нейтрон оддын нягтыг тооцоолох аргыг олсон байна. Нейтрон оддын өөр нэг ер бусын зүйл бол одны масс буурах тусам түүний радиус нэмэгддэг бөгөөд үүний үр дүнд хамгийн их масстай нейтрон одод хамгийн бага хэмжээтэй байдаг.

Хар бэлэвсэн эмэгтэй
Хэт шинэ одны дэлбэрэлт нь ихэвчлэн шинэ төрсөн пульсарт ихээхэн хурд өгдөг. Зохистой соронзон оронтой ийм нисдэг од нь ионжсон хий дүүргэж буй од хоорондын орон зайг ихээхэн хөндөж байна. Нэг төрлийн цочролын долгион үүсч, одны урдуур гүйж, дараа нь өргөн конус руу шилждэг. Оптик (цэнхэр-ногоон хэсэг) ба рентген (улаан өнгийн сүүдэр) зураг нь бид зөвхөн гэрэлтдэг хийн үүл төдийгүй энэ миллисекундын пульсараас ялгардаг энгийн бөөмсийн асар том урсгалтай харьцаж байгааг харуулж байна. Хар бэлэвсэн эмэгтэйн шугаман хурд нь 1 сая км/цаг, тэнхлэгээ 1,6 мс-ээр эргэдэг, аль хэдийн тэрбум орчим жилийн настай, бэлэвсэн эмэгтэйг тойрон 9,2 цаг эргэлддэг хамтрагч одтой. Пульсар B1957+20 нь хүчирхэг цацраг нь хөршөө шатааж, түүнийг үүсгэгч хий "буцалж", ууршдаг энгийн шалтгаанаар ийм нэрийг авсан. Пульсарын ард байрлах улаан навчин тамхи хэлбэртэй хүр хорхойн үүр нь нейтрон одноос ялгарах электрон ба протонууд зөөлөн гамма цацраг ялгаруулдаг сансар огторгуйн хэсэг юм.

Компьютерийн загварчлалын үр дүн нь хурдан нисдэг пульсарын ойролцоо болж буй үйл явцыг хөндлөн огтлолоор маш тодорхой харуулах боломжийг олгодог. Гэрэлт цэгээс ялгарч буй туяа нь цацрагийн энергийн урсгалын ердийн дүрс, түүнчлэн нейтрон одноос ялгарах бөөмс ба эсрэг бөөмсийн урсгал юм. Нейтрон одны эргэн тойрон дахь хар орон зай болон плазмын улаан гялалзсан үүлсийн зааг дээрх улаан тойм нь гэрлийн бараг хурдаар нисч буй харьцангуй бөөмсийн урсгал нь цочролын долгионоор нягтаршсан од хоорондын хийтэй таарч байгаа газар юм. Хурц тоормослох үед бөөмс нь рентген туяа ялгаруулж, ихэнх энергийг алдсаны улмаас үүссэн хийг тийм их халаахаа больсон.

Аварга хүмүүсийн базлалт

Пульсар нь нейтрон одны амьдралын эхний үе шатуудын нэг гэж тооцогддог. Тэдний судалгааны ачаар эрдэмтэд соронзон орон, эргэлтийн хурд, нейтрон оддын ирээдүйн хувь заяаны талаар олж мэдсэн. Пульсарын зан төлөвийг байнга хянаснаар хүчирхэг радио долгион ялгаруулахгүй болтлоо удааширч, хэр их энерги алдаж, хэр удаашрах, тэр ч байтугай хэзээ оршин тогтнохоо болихыг тодорхойлох боломжтой. Эдгээр судалгаанууд нь нейтрон оддын тухай олон онолын таамаглалыг баталсан.

1968 он гэхэд 0.033 секундээс 2 секундын эргэлтийн хугацаатай пульсарууд нээгдэв. Радио импульсийн импульсийн давтамжийг гайхалтай нарийвчлалтайгаар хадгалдаг бөгөөд эхэндээ эдгээр дохионы тогтвортой байдал нь дэлхийн атомын цагуудаас өндөр байсан. Гэсэн хэдий ч цаг хугацааны хэмжилтийн салбарт ахиц дэвшил гарснаар олон пульсарын үе дэх тогтмол өөрчлөлтийг бүртгэх боломжтой болсон. Мэдээжийн хэрэг, эдгээр нь маш бага өөрчлөлтүүд бөгөөд зөвхөн сая сая жилийн хугацаанд бид энэ хугацааг хоёр дахин нэмэгдүүлнэ гэж найдаж болно. Одоогийн эргэлтийн хурдыг эргэлтийн удаашралд харьцуулсан харьцаа нь пульсарын насыг тооцоолох нэг арга юм. Радио дохионы гайхалтай тогтвортой байдлыг үл харгалзан зарим пульсарууд заримдаа "эвдрэл" гэж нэрлэгддэг. Маш богино хугацааны интервалд (2 минутаас бага) пульсарын эргэлтийн хурд ихээхэн хэмжээгээр нэмэгдэж, хэсэг хугацааны дараа "эвдрэл" үүсэхээс өмнөх утга руу буцаж ирдэг. "Эвдрэл" нь нейтрон одны доторх массын дахин зохион байгуулалтаас үүдэлтэй байж магадгүй гэж үздэг. Гэхдээ ямар ч байсан яг механизм нь тодорхойгүй хэвээр байна.

Тиймээс Вела пульсар нь ойролцоогоор 3 жил тутамд их хэмжээний "эвдрэл"-д ордог бөгөөд энэ нь түүнийг ийм үзэгдлийг судлах маш сонирхолтой объект болгодог.

Магнетарууд

Зөөлөн гамма цацрагийн эх үүсвэр (SGR) гэж нэрлэгддэг зарим нейтрон одод жигд бус интервалтайгаар "зөөлөн" гамма цацрагийн хүчтэй тэсрэлтүүдийг ялгаруулдаг. Секундын аравны хэдхэн орчим үргэлжилдэг ердийн галын үед SGR-ээс ялгарах энергийн хэмжээг Нар бүтэн жилийн дотор л ялгаруулж чаддаг. Мэдэгдэж буй дөрвөн SGR нь манай Галактикийн дотор байрладаг бөгөөд зөвхөн нэг нь түүний гадна байдаг. Эдгээр гайхалтай эрчим хүчний тэсрэлтүүд нь нейтрон оддын хатуу гадаргууг эвдэж, тэдгээрийн цөмөөс протоны хүчтэй урсгалыг ялгаруулдаг, соронзон орон дотор гамма болон рентген туяаг ялгаруулдаг газар хөдлөлтийн хүчтэй хувилбаруудаас үүдэлтэй байж болно. 1979 оны 3-р сарын 5-нд болсон асар том гамма-цацрагт тэсрэлт эхний секундэд 1000 жилийн хугацаанд нарнаас ялгарах хэмжээний энерги ялгарсны дараа нейтрон оддыг хүчирхэг гамма цацрагийн эх үүсвэр гэж тодорхойлсон. Хамгийн идэвхтэй нейтрон оддын нэг болох сүүлийн үеийн ажиглалтууд нь гамма-туяа болон рентген цацрагийн тогтмол бус хүчтэй тэсрэлт нь оддын чичиргээнээс үүдэлтэй гэсэн онолыг дэмжиж байгаа бололтой.

1998 онд алдарт SGR 20 жилийн турш ямар ч идэвхжилгүй байсан "унтаа"-аасаа гэнэт сэрж, 1979 оны 3-р сарын 5-ны өдрийн гамма-цацрагын туяа шиг их энерги цацруулжээ. Энэ үйл явдлыг ажиглахад судлаачдын анхаарлыг хамгийн их татсан зүйл бол одны эргэлтийн хурд огцом удааширч, сүйрч байгааг илтгэсэн явдал байв. Хүчтэй гамма-туяа ба рентген туяаг тайлбарлахын тулд магнетар буюу хэт хүчтэй соронзон оронтой нейтрон одны загварыг санал болгосон. Хэрэв нейтрон од маш хурдан эргэлдэж төрсөн бол нейтрон одны амьдралын эхний хэдэн секундэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг эргэлт ба конвекцийн хосолсон нөлөө нь "идэвхтэй динамо" гэж нэрлэгддэг нарийн төвөгтэй процессоор асар том соронзон орон үүсгэж болно. " (Дэлхий болон нарны дотор талбар үүсдэгтэй адил). Халуун, шинэ төрсөн нейтрон одонд ажилладаг ийм динамо нь ердийн пульсарын талбайгаас 10000 дахин хүчтэй соронзон орон үүсгэж болохыг онолчид гайхшруулжээ. Од хөргөхөд (10 эсвэл 20 секундын дараа) конвекц ба динамоны үйл ажиллагаа зогсдог боловч энэ хугацаа шаардлагатай талбар үүсэхэд хангалттай.

Эргэдэг цахилгаан дамжуулагч бөмбөгний соронзон орон нь тогтворгүй байж болох ба түүний бүтцийн огцом өөрчлөлт нь асар их хэмжээний энерги ялгарах замаар дагалдаж болно (ийм тогтворгүй байдлын тод жишээ бол дэлхийн соронзон туйлуудыг үе үе шилжүүлэх явдал юм). Үүнтэй төстэй зүйл наран дээр, "нарны дэгдэлт" гэж нэрлэгддэг тэсрэх үйл явдлуудад тохиолддог. Магнитарт байгаа соронзон энерги асар их бөгөөд энэ энерги нь 1979 оны 3-р сарын 5, 1998 оны 8-р сарын 27 зэрэг аварга том галтуудыг асаахад хангалттай юм. Ийм үйл явдлууд нь нейтрон одны эзэлхүүн дэх цахилгаан гүйдэл төдийгүй түүний хатуу царцдасын бүтцэд гүн гүнзгий эвдрэл, өөрчлөлтийг бий болгох нь гарцаагүй. Үе үе дэлбэрэлтийн үед хүчтэй рентген цацраг ялгаруулдаг өөр нэг нууцлаг объект бол аномал рентген пульсар гэж нэрлэгддэг AXP юм. Тэд ердийн рентген пульсараас ялгаатай нь зөвхөн рентген цацрагийн мужид ялгардаг. Эрдэмтэд SGR болон AXP нь соронзон орны энергийг татах замаар зөөлөн гамма туяа ялгаруулдаг магнетар буюу нейтрон од зэрэг ижил төрлийн объектын амьдралын үе шатууд гэж үздэг. Хэдийгээр магнетарууд өнөөдөр онолчдын бүтээл хэвээр байгаа бөгөөд тэдгээрийн оршин тогтнохыг батлах хангалттай мэдээлэл байхгүй ч одон орон судлаачид шаардлагатай нотлох баримтыг тууштай хайж байна.

Магнетар нэр дэвшигчид
Одон орон судлаачид манай гэр галактик болох Сүүн замыг аль хэдийн сайтар судалж үзсэн тул хажуу талаас нь дүрслэх нь ямар ч зардал гарахгүй бөгөөд энэ нь нейтрон оддын хамгийн гайхалтай байрлалыг илтгэнэ.

Эрдэмтэд AXP ба SGR нь нэг аварга соронз буюу нейтрон одны амьдралын хоёр үе шат гэж үздэг. Эхний 10,000 жилийн хугацаанд магнетар нь энгийн гэрэлд харагддаг, зөөлөн рентген цацрагийн олон удаа тэсрэлт үүсгэдэг SGR - пульсар бөгөөд дараагийн хэдэн сая жилийн туршид AXP-ийн хэвийн бус пульсар шиг харагдахуйцаас алга болно. зөвхөн рентген туяанд хүрээ ба хийсвэр.

Хамгийн хүчтэй соронз
SGR 1806-20 ер бусын пульсарыг ажиглах явцад RXTE хиймэл дагуулын (Rossi X-ray Timing Explorer, НАСА) олж авсан мэдээллийн дүн шинжилгээ нь энэ эх үүсвэр нь өнөөг хүртэл Орчлон ертөнцийн хамгийн хүчирхэг соронзон болохыг харуулж байна. Түүний талбайн хэмжээг зөвхөн шууд бус өгөгдлийн үндсэн дээр (пулсарын удаашралаас) төдийгүй бараг шууд - нейтрон одны соронзон орон дахь протонуудын эргэлтийн давтамжийг хэмжих замаар тодорхойлсон. Энэ соронзон орны гадаргуугийн ойролцоох соронзон орон нь 10 15 гаусс хүрдэг. Хэрэв жишээлбэл, Сарны тойрог замд байсан бол манай дэлхий дээрх бүх соронзон хадгалалтын бодисууд соронзгүй болох байсан. Үнэн, түүний масс нь нарныхтай ойролцоогоор тэнцүү гэдгийг харгалзан үзвэл энэ нь цаашид хамаагүй болно, учир нь Дэлхий энэ нейтрон од дээр унааагүй байсан ч түүнийг тойрон галзуу мэт эргэлдэж, тэнхлэг үүсгэх байсан. ердөө нэг цагийн дотор бүрэн хувьсгал.

Идэвхтэй динамо
Эрчим хүч нэг хэлбэрээс нөгөө хэлбэрт шилжих дуртай гэдгийг бид бүгд мэднэ. Цахилгаан нь дулаан, кинетик энерги нь боломжит энерги болж хувирдаг. Цахилгаан дамжуулагч магма, плазм эсвэл цөмийн бодисын асар том конвектив урсгал нь тэдний кинетик энергийг ер бусын зүйл болгон, жишээлбэл, соронзон орон болгон хувиргаж чаддаг. Анхны жижиг соронзон орон байгаа үед эргэлдэж буй од дээрх том массын хөдөлгөөн нь анхныхтай ижил чиглэлд орон үүсгэдэг цахилгаан гүйдэлд хүргэдэг. Үүний үр дүнд эргэдэг дамжуулагч объектын өөрийн соронзон орны нуранги шиг өсөлт эхэлдэг. Талбай томрох тусам гүйдэл ихсэх тусам гүйдэл ихсэх тусам талбай том болно - энэ бүхэн нь улиг болсон конвектив урсгалаас үүдэлтэй бөгөөд халуун бодис нь хүйтэн бодисоос хөнгөн тул дээш хөвж байдаг ...

Асуудалтай хөрш

Алдарт Чандра сансрын ажиглалтын төв нь олон зуун биетийг (бусад галактикуудыг оруулаад) нээсэн нь бүх нейтрон одод ганцаардмал амьдралтай байдаггүйг харуулж байна. Ийм объектууд нейтрон одыг үүсгэсэн суперновагийн дэлбэрэлтээс амьд үлдсэн хоёртын системд төрдөг. Бөмбөрцөг бөөгнөрөл гэх мэт өтгөн оддын бүс дэх ганц нейтрон одод хамтрагчаа барьж авах тохиолдол ч бий. Энэ тохиолдолд нейтрон од хөршөөсөө бодисыг "хулгайлах" болно. Од нь хэр том хэмжээтэй байхаас хамааран энэхүү "хулгай" нь өөр өөр үр дагаварт хүргэх болно. Манай Нарны массаас бага масстай хамтрагчаас нейтрон од шиг "үйрмэг" рүү урсаж буй хий нь өөрийн өнцгийн импульс хэт том тул шууд унах боломжгүй тул эргэн тойронд нь аккрецийн диск гэж нэрлэгддэг. "хулгайлсан" зүйл. Нейтрон одыг тойрон эргэлдэх үрэлт ба таталцлын орон дахь шахалт нь хийг хэдэн сая градус хүртэл халааж, рентген туяа цацруулж эхэлдэг. Бага масстай хамтрагчтай нейтрон одтой холбоотой өөр нэг сонирхолтой үзэгдэл бол рентген туяаны тэсрэлт юм. Тэдгээр нь ихэвчлэн хэдэн секундээс хэдэн минут хүртэл үргэлжилдэг бөгөөд дээд тал нь оддыг нарны гэрлээс бараг 100 мянга дахин их гэрэлтүүлдэг.

Эдгээр бамбарыг устөрөгч ба гели нь хамтрагчаас нейтрон од руу шилжүүлэхэд нягт давхарга үүсгэдэгтэй холбон тайлбарладаг. Аажмаар энэ давхарга маш нягт, халуун болж, термоядролын нэгдлийн урвал эхэлж, асар их хэмжээний энерги ялгардаг. Хүч чадлын хувьд энэ нь нейтрон одны гадаргуугийн квадрат сантиметр тутамд нэг минутын дотор дэлхийн хүмүүсийн цөмийн зэвсгийг бүхэлд нь дэлбэлсэнтэй тэнцэх юм. Хэрэв нейтрон од асар том хамтрагчтай бол огт өөр дүр зураг ажиглагдаж байна. Аварга од нь одны салхи хэлбэрээр материа алддаг (түүний гадаргуугаас ялгарах ионжсон хийн урсгал), нейтрон одны асар их таталцал нь энэ бодисын зарим хэсгийг эзэлдэг. Гэхдээ энд соронзон орон өөрөө өөртөө ирж, унаж буй бодис нь соронзон туйлууд руу чиглэсэн хүчний шугамын дагуу урсдаг.

Энэ нь рентген цацраг нь туйлын халуун цэгүүдэд үүсдэг гэсэн үг бөгөөд хэрэв соронзон тэнхлэг ба одны эргэлтийн тэнхлэг давхцахгүй бол одны гэрэлтэлт нь хувьсах шинж чанартай болж хувирдаг - энэ нь мөн пульсар юм. , гэхдээ зөвхөн рентген зураг. Рентген пульсар дахь нейтрон одод гэрэлт аварга том одтой хамтрагчид байдаг. Тэсрэлтийн үед нейтрон оддын хамтрагчид нь бүдэг, бага масстай одод байдаг. Гэрэлт аваргуудын нас хэдэн арван сая жилээс хэтрэхгүй бол бүдэг одой оддын нас хэдэн тэрбум жил байж болно, учир нь эхнийх нь цөмийн түлшээ сүүлийнхээсээ хамаагүй хурдан хэрэглэдэг. Эндээс харахад тэсрэлт нь соронзон орон нь цаг хугацааны явцад суларсан хуучин системүүд бөгөөд пульсарууд харьцангуй залуу байдаг тул тэдгээрийн соронзон орон илүү хүчтэй байдаг. Магадгүй эрт дээр үед дэлбэрэлтүүд лугшиж байсан ч ирээдүйд пульсарууд тэсрэх боломжгүй байна.

Хамгийн богино хугацаатай (30 миллисекундээс бага) пульсарууд буюу миллисекунд гэж нэрлэгддэг пульсарууд нь хоёртын системтэй холбоотой байдаг. Хэдийгээр хурдацтай эргэлддэг ч тэд хамгийн залуу нь биш, харин хамгийн ахмад нь болж хувирав.

Эдгээр нь хуучин, аажмаар эргэдэг нейтрон од нь хөгширсөн хамтрагчаасаа (ихэвчлэн улаан аварга биет) бодисыг шингээж эхэлдэг хоёртын системээс үүсдэг. Бодис нейтрон одны гадаргуу дээр унах үед эргэлтийн энергийг түүнд шилжүүлж, түүнийг илүү хурдан, хурдан эргүүлэхэд хүргэдэг. Энэ нь нейтрон одны хамтрагчийн илүүдэл массаас бараг чөлөөлөгдөж, цагаан одой болж, пульсар нь амь орж, секундэд хэдэн зуун эргэлтийн хурдтайгаар эргэлдэж эхлэх хүртэл тохиолддог. Гэсэн хэдий ч саяхан одон орон судлаачид маш ер бусын системийг нээсэн бөгөөд миллисекундын пульсарын хамтрагч нь цагаан одой биш, харин аварга том улаан од юм. Эрдэмтэд энэхүү хоёртын системийг улаан одыг илүүдэл жингээс “чөлөөлж”, цагаан одой болон хувирах шатандаа л ажиглаж байна гэж үзэж байна. Хэрэв энэ таамаг буруу бол хамтрагч од нь пульсарт санамсаргүйгээр баригдсан жирийн бөмбөрцөг бөөгнөрөлтэй од байж болно. Одоогоор мэдэгдэж байгаа бараг бүх нейтрон одод рентген туяаны хоёртын систем эсвэл ганц пульсар хэлбэрээр олддог.

Саяхан Хаббл үзэгдэх гэрэлд хоёртын системийн бүрэлдэхүүн хэсэг биш, рентген болон радио долгионы мужид импульс үүсгэдэггүй нейтрон одыг анзаарчээ. Энэ нь шатсан, таталцлын хүчээр шахсан оддын хачирхалтай ангиллын бүтэц, бүтцийн талаархи санаа бодлыг зөв тодорхойлох, түүний хэмжээг нарийн тодорхойлох онцгой боломжийг олгодог. Энэ одыг анх рентген туяаны эх үүсвэр гэж нээсэн бөгөөд сансар огторгуйд шилжихдээ устөрөгчийн хий цуглуулж байгаадаа биш, харин залуу хэвээр байгаа учраас ийм мужид ялгардаг. Энэ нь хоёртын системийн аль нэг одны үлдэгдэл байж болно. Суперновагийн дэлбэрэлтийн үр дүнд энэхүү хоёртын систем нурж, хуучин хөршүүд орчлон ертөнцөөр бие даан аялж эхлэв.

Бяцхан од идэгч
Чулуунууд газарт унадагтай адил том од нь массынхаа хэсгүүдийг гаргаж, гадаргуу дээр нь асар том таталцлын оронтой жижиг, алс холын хөрш рүү аажмаар шилждэг. Хэрэв одод нийтлэг хүндийн төвийн эргэн тойронд эргэдэггүй байсан бол хийн урсгал нь аяганаас гарч буй усны урсгал шиг жижиг нейтрон од руу урсаж болно. Гэвч одод тойрог хэлбэрээр эргэлддэг тул унаж буй бодис гадаргуу дээр хүрэхээсээ өмнө өнцгийн импульсынхаа ихэнх хэсгийг алдах ёстой. Энд янз бүрийн траекторийн дагуу хөдөлж буй бөөмсийн харилцан үрэлт, аккрецийн дискийг бүрдүүлдэг ионжуулсан плазмын пульсарын соронзон оронтой харилцан үйлчлэл нь нейтрон одны гадаргуу дээр нөлөөлж, бодисын уналтын процессыг амжилттай дуусгахад тусалдаг. түүний соронзон туйлуудын муж.

Оньсого 4U2127 шийдэгдсэн
Энэхүү од нь одон орон судлаачдыг 10 гаруй жилийн турш хууран мэхэлж, параметрүүдийнхээ хачирхалтай удаан хэлбэлзлийг харуулж, бүр өөр өөр дүрэлзэж байна. Чандра сансрын ажиглалтын төвийн хамгийн сүүлийн үеийн судалгаагаар л энэ объектын нууцлаг үйлдлийг тайлах боломжтой болсон. Эдгээр нь нэг биш, харин хоёр нейтрон од байсан нь тогтоогджээ. Түүгээр ч барахгүй хоёулаа хамтрагчидтай байдаг - нэг од нь манай нартай төстэй, нөгөө нь жижиг цэнхэр хөрш юм. Орон зайн хувьд эдгээр хос одууд нэлээд хол зайд тусгаарлагдсан бөгөөд бие даасан амьдралаар амьдардаг. Гэхдээ одны бөмбөрцөг дээр тэдгээрийг бараг ижил цэг рүү чиглүүлдэг тул удаан хугацааны туршид нэг объект гэж тооцогддог байв. Эдгээр дөрвөн од нь 34 мянган гэрлийн жилийн зайд M15 бөмбөрцөг бөөгнөрөлд оршдог.

Нээлттэй асуулт

Нийтдээ одон орон судлаачид өнөөг хүртэл 1200 орчим нейтрон одыг нээсэн байна. Үүнээс 1000 гаруй нь радио пульсар, бусад нь ердөө л рентген туяаны эх үүсвэр юм. Эрдэмтэд олон жилийн судалгааны явцад нейтрон од бол жинхэнэ эх хувь гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн. Зарим нь маш тод, тайван, зарим нь үе үе дүрэлзэж, одод чичиргээнээр өөрчлөгддөг, зарим нь хоёртын системд байдаг. Эдгээр одод нь хамгийн хүчтэй таталцал, соронзон орон, хэт нягтрал, энергийг хослуулсан одон орны хамгийн нууцлаг, баригдашгүй объектуудын нэг юм. Тэдний үймээн самуунтай амьдралын шинэ нээлт бүр нь материйн мөн чанар, орчлон ертөнцийн хувьслыг ойлгоход шаардлагатай өвөрмөц мэдээллийг эрдэмтэд өгдөг.

Бүх нийтийн стандарт
Нарны аймгаас гадуур ямар нэгэн зүйл илгээх нь маш хэцүү байдаг тул 40 жилийн өмнө тийшээ ниссэн Пионер 10, 11 сансрын хөлгүүдтэй хамт дэлхийн хүмүүс ах дүү нартаа мессеж илгээдэг байв. Харь гаригийн оюун ухаанд ойлгомжтой зүйл зурах нь тийм ч амар ажил биш, тэрнээс гадна буцах хаяг, захидал илгээсэн огноог зааж өгөх шаардлагатай байсан ... Энэ бүхнийг зураачид хэр тодорхой хийж чадсан бэ; хүн ойлгох боловч мессеж илгээх газар, цагийг зааж өгөхийн тулд радио пульсар ашиглах санаа нь гайхалтай юм. Нарыг бэлгэддэг цэгээс ялгарч буй янз бүрийн урттай тасархай туяа нь дэлхийд хамгийн ойр байрлах пульсаруудын чиглэл, зайг заадаг бөгөөд шугамын тасалдал нь тэдний эргэлтийн үеийн хоёртын тэмдэглэгээнээс өөр зүйл биш юм. Хамгийн урт цацраг нь манай Галактикийн төвийг заадаг - Сүүн зам. Протон ба электронуудын эргэлтийн харьцангуй чиглэл (эргэлтийн чиглэл) өөрчлөгдөх үед устөрөгчийн атомаас ялгарах радио дохионы давтамжийг мессеж дэх цаг хугацааны нэгж болгон авна.

Алдарт 21 см буюу 1420 МГц-ийг орчлон ертөнцийн бүх оюун ухаант амьтан мэддэг байх ёстой. Орчлон ертөнцийн "радио гэрэлт цамхаг"-ыг заах эдгээр тэмдэглэгээг ашиглан олон сая жилийн дараа ч гэсэн дэлхийг олох боломжтой бөгөөд тэмдэглэгдсэн пульсарын давтамжийг одоогийнхтой харьцуулж үзэхэд эдгээр нь хэзээ үүсэхийг тооцоолох боломжтой болно. Нарны аймгаас гарсан анхны сансрын хөлгийн нислэгийг эрэгтэй, эмэгтэй хүмүүс адислав.

Нейтрон одны тухай ойлголт

1960-аад оны эхээр сансрын рентген туяаны эх үүсвэрийг нээсэн нь нейтрон оддыг селестиел рентген туяаны эх үүсвэр гэж үзэж байсан хүмүүст маш их урам зориг өгсөн. 1967 оны эцэс гэхэд Тэнгэрийн биетүүдийн шинэ анги буюу пульсарыг олж илрүүлсэн нь эрдэмтдийг төөрөгдүүлэв. Энэхүү нээлт нь сансрын рентген цацрагийн гарал үүслийн тухай асуудлыг дахин хөндсөн тул нейтрон оддыг судлах хамгийн чухал нээлт байв. Нейтрон оддын тухай ярихдаа тэдгээрийн физик шинж чанарууд нь онолын хувьд тогтоогдсон бөгөөд маш таамаглалтай байдаг тул эдгээр биед байгаа физик нөхцөлийг лабораторийн туршилтаар хуулбарлах боломжгүй гэдгийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Нейтрон оддын шинж чанарууд

Нейтрон оддын нягтрал

Нейтрон одны температур

Тэднийг 30-аад оны эхээр таамаглаж байсан. XX зуун Зөвлөлтийн физикч Л.Д.Ландау, одон орон судлаач В.Бааде, Ф.Звики нар. 1967 онд пульсарууд нээгдсэн бөгөөд 1977 он гэхэд нейтрон одтой болохыг тогтоожээ.

Нейтрон одууд нь өндөр масстай одны хувьслын сүүлчийн үе шатанд хэт шинэ одны дэлбэрэлтийн үр дүнд үүсдэг.

Хэрэв суперновагийн үлдэгдлийн масс (жишээ нь бүрхүүлийг гаргасны дараа үлдсэн хэсэг) 1.4-ээс их бол М☉ , гэхдээ 2.5-аас бага М☉, дараа нь нягтрал нь цөмийн утгад хүрэх хүртэл дэлбэрэлтийн дараа түүний шахалт үргэлжилнэ. Энэ нь электронууд цөмд "дарагдаж", зөвхөн нейтроноос бүрдэх бодис үүсэхэд хүргэнэ. Нейтрон од гарч ирнэ.

Цагаан одойнуудын радиус шиг нейтрон оддын радиус нь масс нэмэгдэх тусам багасдаг. Тэгэхээр 1.4 масстай нейтрон од М☉ (нейтрон одны хамгийн бага масс) нь 100-200 км радиустай, 2.5 масстай. М☉ (хамгийн их жин) - ердөө 10-12 км. Сайтаас авсан материал

Нейтрон одны бүдүүвч хэсгийг Зураг 86-д үзүүлэв. Оддын гаднах давхаргууд (Зураг 86, III) нь төмрөөс бүрдэх ба хатуу царцдас үүсгэдэг. Ойролцоогоор 1 км-ийн гүнд нейтроны хольцтой төмрийн хатуу царцдас эхэлдэг (Зураг 86), энэ нь шингэн хэт шингэн ба хэт дамжуулагч цөм болж хувирдаг (Зураг 86, I). Хязгаарт ойрхон масстай үед (2.5-2.7 М☉), хүнд энгийн хэсгүүд (гиперонууд) нейтрон одны төв хэсэгт гарч ирдэг.

Нейтрон оддын нягтрал

Нейтрон одны бодисын нягтыг атомын цөм дэх бодисын нягттай харьцуулж болно: 10 15 -10 18 кг / м 3 хүрдэг. Ийм нягтралтай үед электрон ба протон бие даасан оршин тогтнох боломжгүй бөгөөд одны бодис бараг бүхэлдээ нейтроноос бүрддэг.

Зураг (зураг, зураг)

Энэ хуудсан дээр дараахь сэдвээр материалууд байна.