Shkencëtarët kanë kapur valët nga bashkimi i një ylli neutron për herë të parë. Llojet e yjeve neutron

Një pulsar (rozë) mund të shihet në qendër të galaktikës M82.

Eksploroni pulsarët dhe yjet neutron Universi: përshkrimi dhe karakteristikat me foto dhe video, struktura, rrotullimi, dendësia, përbërja, masa, temperatura, kërkimi.

Pulsarët

Pulsarët Janë objekte kompakte sferike, përmasat e të cilave nuk shtrihen përtej kufijve të një qyteti të madh. Gjëja e habitshme është se me një vëllim të tillë ato tejkalojnë masën diellore për nga masa. Ato përdoren për të studiuar gjendjet ekstreme të materies, për të zbuluar planetë përtej sistemit tonë dhe për të matur distancat kozmike. Përveç kësaj, ata ndihmuan në gjetjen e valëve gravitacionale që tregojnë ngjarje energjike, të tilla si përplasjet supermasive. Zbuluar për herë të parë në 1967.

Çfarë është një pulsar?

Nëse kërkoni një pulsar në qiell, duket se është një yll i zakonshëm vezullues që ndjek një ritëm të caktuar. Në fakt, drita e tyre nuk dridhet dhe nuk pulson dhe nuk duken si yje.

Pulsari prodhon dy rreze drite të vazhdueshme dhe të ngushta në drejtime të kundërta. Efekti i dridhjes krijohet sepse ato rrotullohen (parimi i fenerit). Në këtë moment rrezja godet Tokën dhe më pas kthehet përsëri. Pse po ndodh kjo? Fakti është se rrezja e dritës së një pulsar zakonisht nuk është në linjë me boshtin e tij të rrotullimit.

Nëse vezullimi gjenerohet nga rrotullimi, atëherë shpejtësia e pulseve pasqyron shpejtësinë me të cilën rrotullohet pulsari. U gjetën gjithsej 2000 pulsarë, shumica e të cilëve rrotullohen një herë në sekondë. Por janë afërsisht 200 objekte që arrijnë të bëjnë njëqind rrotullime në të njëjtën kohë. Më të shpejtat quhen milisekonda, sepse numri i rrotullimeve të tyre në sekondë është i barabartë me 700.

Pulsarët nuk mund të konsiderohen yje, të paktën jo "të gjallë". Përkundrazi, ata janë yje neutron, të formuar pasi një ylli masiv i mbaron karburanti dhe shembet. Si rezultat, krijohet një shpërthim i fortë - një supernova, dhe materiali i mbetur i dendur shndërrohet në një yll neutron.

Diametri i pulsarëve në Univers arrin 20-24 km, dhe masa e tyre është dyfishi i Diellit. Për t'ju dhënë një ide, një pjesë e një objekti të tillë me madhësinë e një kubi sheqeri do të peshojë 1 miliard ton. Domethënë, diçka aq e rëndë sa Everesti të përshtatet në dorë! Vërtetë, ekziston një objekt edhe më i dendur - një vrimë e zezë. Masa më masive arrin 2.04 masa diellore.

Pulsarët kanë një fushë magnetike të fortë që është 100 milionë deri në 1 kuadrilion herë më e fortë se ajo e Tokës. Që një yll neutron të fillojë të lëshojë dritë si një pulsar, duhet të ketë raportin e duhur të forcës së fushës magnetike dhe shpejtësisë së rrotullimit. Ndodh që një rreze valësh radio mund të mos kalojë nëpër fushën e shikimit të një teleskopi me bazë tokësore dhe të mbetet e padukshme.

Radio pulsarët

Astrofizikani Anton Biryukov mbi fizikën e yjeve neutron, ngadalësimin e rrotullimit dhe zbulimin e valëve gravitacionale:

Pse rrotullohen pulsarët?

Ngadalësia e një pulsar është një rrotullim në sekondë. Më të shpejtat përshpejtohen në qindra rrotullime në sekondë dhe quhen milisekonda. Procesi i rrotullimit ndodh sepse edhe yjet nga të cilët janë formuar janë rrotulluar. Por për të arritur atë shpejtësi, ju duhet një burim shtesë.

Studiuesit besojnë se pulsarët milisekonda u formuan duke vjedhur energji nga një fqinj. Ju mund të vini re praninë e një lënde të huaj që rrit shpejtësinë e rrotullimit. Dhe kjo nuk është një gjë e mirë për shoqëruesin e dëmtuar, i cili një ditë mund të konsumohet plotësisht nga pulsari. Sisteme të tilla quhen të vejat e zeza (sipas një lloji të rrezikshëm merimange).

Pulsarët janë të aftë të emetojnë dritë në disa gjatësi vale (nga radio në rrezet gama). Por si e bëjnë këtë? Shkencëtarët nuk mund të gjejnë ende një përgjigje të saktë. Besohet se një mekanizëm i veçantë është përgjegjës për secilën gjatësi vale. Rrezet si fener janë bërë nga valë radio. Ato janë të ndritshme dhe të ngushta dhe i ngjajnë dritës koherente, ku grimcat formojnë një rreze të fokusuar.

Sa më i shpejtë të jetë rrotullimi, aq më e dobët është fusha magnetike. Por shpejtësia e rrotullimit është e mjaftueshme që ata të lëshojnë rreze aq të ndritshme sa ato të ngadalta.

Gjatë rrotullimit, fusha magnetike krijon një fushë elektrike, e cila mund të sjellë grimcat e ngarkuara në një gjendje të lëvizshme (rrymë elektrike). Zona mbi sipërfaqen ku dominon fusha magnetike quhet magnetosferë. Këtu, grimcat e ngarkuara përshpejtohen në shpejtësi tepër të larta për shkak të një fushe të fortë elektrike. Sa herë që përshpejtohen, ato lëshojnë dritë. Shfaqet në intervalin optik dhe me rreze x.

Po rrezet gama? Hulumtimet sugjerojnë se burimi i tyre duhet kërkuar diku tjetër pranë pulsarit. Dhe ata do të ngjajnë me një tifoz.

Kërkoni për pulsarët

Radioteleskopët mbeten metoda kryesore për kërkimin e pulsarëve në hapësirë. Ato janë të vogla dhe të zbehta në krahasim me objektet e tjera, kështu që ju duhet të skanoni të gjithë qiellin dhe gradualisht këto objekte të futen në lente. Shumica u gjetën duke përdorur Observatorin Parkes në Australi. Shumë të dhëna të reja do të jenë të disponueshme nga Antena e Array Kilometer Square (SKA) duke filluar nga viti 2018.

Në vitin 2008, u lëshua teleskopi GLAST, i cili gjeti 2050 pulsarë që lëshojnë rreze gama, nga të cilët 93 ishin milisekonda. Ky teleskop është tepër i dobishëm sepse skanon të gjithë qiellin, ndërsa të tjerët nxjerrin në pah vetëm zona të vogla përgjatë aeroplanit.

Gjetja e gjatësive të ndryshme të valëve mund të jetë sfiduese. Fakti është se valët e radios janë tepër të fuqishme, por ato thjesht mund të mos bien në thjerrëzat e teleskopit. Por rrezatimi gama përhapet në pjesën më të madhe të qiellit, por është inferior në shkëlqim.

Shkencëtarët tani e dinë ekzistencën e 2300 pulsarëve, të gjetur përmes valëve të radios dhe 160 përmes rrezeve gama. Ekzistojnë gjithashtu pulsarë 240 milisekonda, nga të cilët 60 prodhojnë rreze gama.

Duke përdorur pulsarët

Pulsarët nuk janë vetëm objekte të mahnitshme hapësinore, por edhe mjete të dobishme. Drita e emetuar mund të tregojë shumë për proceset e brendshme. Kjo do të thotë, studiuesit janë në gjendje të kuptojnë fizikën e yjeve neutron. Këto objekte kanë presion aq të lartë sa sjellja e materies ndryshon nga e zakonshme. Përmbajtja e çuditshme e yjeve neutron quhet "pastë bërthamore".

Pulsarët sjellin shumë përfitime për shkak të saktësisë së pulseve të tyre. Shkencëtarët njohin objekte specifike dhe i perceptojnë ato si orë kozmike. Kështu filluan të shfaqen spekulimet për praninë e planetëve të tjerë. Në fakt, ekzoplaneti i parë i gjetur po rrotullohej rreth një pulsari.

Mos harroni se pulsarët vazhdojnë të lëvizin ndërsa "pulsojnë", që do të thotë se mund të përdoren për të matur distancat kozmike. Ata u përfshinë gjithashtu në testimin e teorisë së relativitetit të Ajnshtajnit, si momentet me gravitetin. Por rregullsia e pulsimit mund të prishet nga valët gravitacionale. Kjo u vu re në shkurt 2016.

Varrezat Pulsar

Gradualisht, të gjithë pulsarët ngadalësohen. Rrezatimi mundësohet nga fusha magnetike e krijuar nga rrotullimi. Si rezultat, ai gjithashtu humbet fuqinë e tij dhe ndalon dërgimin e trarëve. Shkencëtarët kanë tërhequr një vijë të veçantë ku rrezet gama mund të zbulohen ende përpara valëve të radios. Sapo pulsari bie poshtë, ai fshihet në varrezat e pulsarit.

Nëse një pulsar është formuar nga mbetjet e një supernova, atëherë ai ka një rezervë të madhe energjie dhe një shpejtësi të shpejtë rrotullimi. Shembujt përfshijnë objektin e ri PSR B0531+21. Mund të qëndrojë në këtë fazë për disa qindra mijëra vjet, pas së cilës do të fillojë të humbasë shpejtësinë. Pulsarët e moshës së mesme përbëjnë shumicën e popullsisë dhe prodhojnë vetëm valë radio.

Megjithatë, një pulsar mund të zgjasë jetën e tij nëse ka një satelit afër. Pastaj do të tërheqë materialin e tij dhe do të rrisë shpejtësinë e rrotullimit. Ndryshime të tilla mund të ndodhin në çdo kohë, kjo është arsyeja pse pulsari është i aftë të rilindë. Një kontakt i tillë quhet sistem binar me rreze X me masë të ulët. Pulsarët më të vjetër janë ato milisekonda. Disa arrijnë miliarda vjet të vjetra.

Yjet neutron

Yjet neutron- objekte mjaft misterioze, që tejkalojnë masën diellore me 1.4 herë. Ata lindin pas shpërthimit të yjeve më të mëdhenj. Le t'i njohim më mirë këto formacione.

Kur një yll 4-8 herë më masiv se Dielli shpërthen, një bërthamë me densitet të lartë mbetet dhe vazhdon të shembet. Graviteti shtyn aq fort një material saqë bën që protonet dhe elektronet të shkrihen së bashku për t'u bërë neutrone. Kështu lind një yll neutron me densitet të lartë.

Këto objekte masive mund të arrijnë një diametër prej vetëm 20 km. Për t'ju dhënë një ide mbi densitetin, vetëm një lugë e materialit yll neutron do të peshonte një miliard ton. Graviteti në një objekt të tillë është 2 miliard herë më i fortë se ai i Tokës, dhe fuqia është e mjaftueshme për lente gravitacionale, duke i lejuar shkencëtarët të shohin pjesën e pasme të yllit.

Goditja nga shpërthimi lë një puls që bën që ylli neutron të rrotullohet, duke arritur disa rrotullime në sekondë. Edhe pse ata mund të përshpejtojnë deri në 43,000 herë në minutë.

Shtresat kufitare pranë objekteve kompakte

Astrofizikani Valery Suleymanov mbi shfaqjen e disqeve të grumbullimit, erës yjore dhe materies rreth yjeve neutron:

Brendësia e yjeve neutron

Astrofizikani Sergei Popov mbi gjendjet ekstreme të materies, përbërjen e yjeve neutron dhe metodat për studimin e brendësisë:

Kur një yll neutron është pjesë e një sistemi binar ku një supernova ka shpërthyer, fotografia është edhe më mbresëlënëse. Nëse ylli i dytë është inferior në masë ndaj Diellit, atëherë ai tërheq masën e shokut në "lobin Roche". Kjo është një re sferike e materialit që rrotullohet rreth një ylli neutron. Nëse sateliti ishte 10 herë më i madh se masa diellore, atëherë transferimi i masës është gjithashtu i rregulluar, por jo aq i qëndrueshëm. Materiali rrjedh përgjatë poleve magnetike, nxehet dhe krijon pulsime me rreze X.

Deri në vitin 2010, 1800 pulsarë ishin gjetur duke përdorur zbulimin e radios dhe 70 duke përdorur rrezet gama. Disa ekzemplarë madje kishin planetë.

Llojet e yjeve neutron

Disa përfaqësues të yjeve neutron kanë avionë materiali që rrjedhin pothuajse me shpejtësinë e dritës. Kur fluturojnë pranë nesh, shkëlqejnë si drita e një fener. Për shkak të kësaj, ata quhen pulsarë.

Astrofizikanët kanë filmuar rrezatimin e pulsarëve që zbehet shumë shpejt pas shpërthimeve të fuqishme - kalimin në të ashtuquajturin modalitet helikë. Fenomeni, i parashikuar teorikisht më shumë se dyzet vjet më parë, u regjistrua në mënyrë të besueshme për herë të parë.

Një ekip ndërkombëtar i astrofizikanëve, i cili përfshinte shkencëtarë rusë nga Instituti i Kërkimeve Hapësinore të Akademisë Ruse të Shkencave, MIPT dhe Observatori Pulkovo i Akademisë së Shkencave Ruse, filmoi rrezatimin shumë shpejt të zbehtë të pulsarëve pas shpërthimeve të fuqishme - kalimin në e ashtuquajtura modaliteti i helikës. Parashikimet teorike të këtij efekti u bënë më shumë se dyzet vjet më parë, por vetëm tani ky fenomen u regjistrua në mënyrë të besueshme për herë të parë për pulsarët me rreze X 4U 0115+63 dhe V 0332+53. Rezultatet e matjeve, llogaritjet dhe përfundimet u publikuan në revistën Astronomy & Astrophysics.

Pulsarët 4U 0115+63 dhe V 0332+53 i përkasin një lloji të veçantë burimi - pulsarët me rreze X ndezëse (ose kalimtare). Ato ose shkëlqejnë lehtë në rrezet X, ose shkëlqejnë me shkëlqim, ose madje zhduken plotësisht. Nga mënyra se si pulsarët kalojnë nga një gjendje në tjetrën, mund të gjykohen fushat e tyre magnetike dhe temperaturat e lëndës përreth. Vlerat e këtyre parametrave janë aq të larta sa nuk mund të merren dhe të maten drejtpërdrejt në laboratorët tokësorë.

Emri i pulsarit fillon me një shkronjë, e cila tregon observatorin e parë që e gjeti atë, dhe më pas ka numra - koordinatat e pulsarit. "V" është sateliti Vela 5B, një satelit ushtarak amerikan i krijuar për të monitoruar territorin e BRSS. "4U", nga ana tjetër, qëndron për "katalogun e 4-të të UHURU", observatori i parë i dedikuar me rreze X në orbitë. Dhe kur u zbulua pulsari i parë, ai fillimisht u quajt LGM-1, nga "burrat e vegjël të gjelbër": ai dërgoi pulsime radio në intervale të rregullta dhe studiuesit vendosën se mund të ishte një sinjal nga qytetërimet inteligjente.

Një pulsar me rreze X është një yll neutron që rrotullohet shpejt me një fushë të fortë magnetike. Një yll neutron mund të formojë një çift me një yll të zakonshëm dhe të tërheqë gazin e tij në vetvete - astrofizikanët e quajnë këtë grumbullim. Gazi rrotullohet rreth yllit neutron, duke formuar një disk grumbullimi dhe ngadalësohet në kufirin e magnetosferës së yllit neutron. Në këtë rast, substanca depërton pak brenda magnetosferës, "i ngrirë" në të dhe rrjedh përgjatë vijave magnetike në pole. Duke rënë mbi polet magnetike, nxehet deri në qindra miliona gradë dhe lëshon në rrezet X. Meqenëse boshti magnetik i një ylli neutron është në një kënd me boshtin e rrotullimit, rrezet X rrotullohen si rrezet e një fari dhe "nga bregu" shfaqen si sinjale përsëritëse me një periudhë nga të mijtët e sekondës deri në disa minuta.

Një yll neutron është një nga mbetjet e mundshme të një shpërthimi supernova. Në fund të evolucionit të disa yjeve, lënda e tyre është e ngjeshur aq shumë për shkak të gravitetit, saqë elektronet në fakt bashkohen me protonet dhe formojnë neutrone. Fusha magnetike e një ylli neutron mund të tejkalojë maksimumin e arritshëm në Tokë me dhjetëra miliarda herë.

Që një pulsar me rreze X të vëzhgohet në një sistem me dy yje, lënda duhet të rrjedhë nga një yll i zakonshëm në një yll neutron. Një yll i zakonshëm mund të jetë një gjigant ose një supergjigant dhe të ketë një erë të fuqishme yjore, domethënë të nxjerrë shumë lëndë në hapësirë. Ose mund të jetë një yll i vogël si Dielli që ka mbushur lobin e tij Roche - rajoni përtej të cilit lënda nuk mbahet më nga forca gravitacionale e yllit dhe tërhiqet nga graviteti i yllit neutron.

Pulsaret me rreze X 4U 0115+63 dhe V 0332+53 lëshojnë në mënyrë kaq të çrregullt (d.m.th., ata shfaqin shpërthime rrezatimi) sepse secili prej tyre ka një yll shoqërues mjaft të pazakontë - një yll i klasës Be. Ylli Be rrotullohet rreth boshtit të tij aq shpejt sa herë pas here skaji i tij "ngrehet" - një disk gazi formohet dhe rritet përgjatë ekuatorit - dhe ylli mbush lobin Roche. Gazi fillon të grumbullohet me shpejtësi në yllin neutron, intensiteti i rrezatimit të tij rritet ndjeshëm dhe ndodh një shpërthim. Gradualisht, "skaja" konsumohet, disku i grumbullimit është i varfëruar dhe lënda nuk mund të bjerë më mbi yllin neutron për shkak të ndikimit të fushës magnetike dhe forcave centrifugale. Ndodh i ashtuquajturi "efekti i helikës". Në këtë regjim, grumbullimi nuk ndodh dhe burimi i rrezeve X zhduket.

Në astronomi, përdoret termi "shkëlqim", domethënë energjia totale e emetuar nga një trup qiellor për njësi të kohës. Shkëlqimi i pragut për burimin 4U 0115+63 tregohet me të kuqe. Për një burim tjetër (V 0332+53) vërehet një pamje e ngjashme. Aty ku vizatohen vijat blu, distanca midis pulsarit dhe yllit optik është minimale. Në këtë pozicion, mënyra e grumbullimit mund të rifillojë përkohësisht nëse ka një sasi të mjaftueshme të lëndës, e cila është qartë e dukshme në figurë.

Duke përdorur teleskopin me rreze X në observatorin hapësinor Swift, shkencëtarët rusë ishin në gjendje të masin intensitetin e pragut të rrezatimit, domethënë shkëlqimin nën të cilin pulsari kalon në "modalitetin e helikës". Kjo vlerë varet nga fusha magnetike dhe periudha e rrotullimit të pulsarit. Periudha e rrotullimit të burimeve në studim njihet duke matur kohën e mbërritjes së pulseve që lëshojnë - 3,6 sek për 4U 0115+63 dhe 4,3 sek për V 0332+53, gjë që bëri të mundur llogaritjen e forcës së fushës magnetike. Rezultatet përkonin me vlerat e marra nga metoda të tjera. Sidoqoftë, shkëlqimi i pulsarëve nuk ra me 400 herë, siç pritej, por vetëm me 200 herë. Autorët sugjeruan që ose sipërfaqja e yllit neutron, e ngrohur nga shpërthimi, ftohet dhe në këtë mënyrë shërben si një burim shtesë rrezatimi, ose efekti i helikës nuk mund të bllokojë plotësisht rrjedhën e materies nga një yll i zakonshëm dhe ka "rrjedhje" të tjera. kanalet.

Kalimi në modalitetin e helikës është shumë i vështirë për t'u zbuluar, pasi në këtë mënyrë pulsari nuk lëshon pothuajse asnjë rrezatim. Gjatë ndezjeve të mëparshme të burimeve 4U 0115+63 dhe V 0332+53, tashmë kishte një përpjekje për të kapur këtë tranzicion, por për shkak të ndjeshmërisë së ulët të instrumenteve të disponueshme në atë kohë, "gjendja e fikur" nuk mund të zbulohej. Konfirmimi i besueshëm se këta pulsarë në të vërtetë "fiken" është marrë vetëm tani. Për më tepër, tregohet se informacioni në lidhje me kalimin në "modalitetin e helikës" mund të përdoret për të përcaktuar forcën dhe strukturën e fushës magnetike të yjeve neutron.

Alexander Lutovinov, profesor i Akademisë Ruse të Shkencave, Doktor i Shkencave Fizike dhe Matematikore, drejtues i laboratorit në Institutin e Kërkimeve Hapësinore të Akademisë Ruse të Shkencave dhe mësues në MIPT shpjegon:

“Një nga pyetjet themelore në lidhje me formimin dhe evolucionin e yjeve neutron është struktura e fushave të tyre magnetike. Gjatë hulumtimit, ne përcaktuam për dy yje neutron komponentin dipol të fushës magnetike, e cila është pikërisht përgjegjëse për efektin e helikës. Ne treguam se kjo vlerë e marrë në mënyrë të pavarur mund të krahasohet me vlerën e fushës magnetike të njohur tashmë nga matjet e linjave të ciklotronit, dhe kështu të vlerësohet kontributi i komponentëve të tjerë të rendit më të lartë që hyjnë në strukturën e fushës.

29 gusht 2013, ora 22:33

Yjet neutron, të quajtur shpesh yje "të vdekur", janë objekte të mahnitshme. Studimi i tyre në dekadat e fundit është bërë një nga fushat më interesante dhe më të pasura me zbulime të astrofizikës. Interesi për yjet neutrone është për shkak jo vetëm të misterit të strukturës së tyre, por edhe të densitetit të tyre kolosal dhe fushave të forta magnetike dhe gravitacionale. Lënda atje është në një gjendje të veçantë, që të kujton një bërthamë të madhe atomike dhe këto kushte nuk mund të riprodhohen në laboratorët tokësorë.

Lindja në majë të stilolapsit

Zbulimi i një grimce të re elementare, neutronit, në vitin 1932 i detyroi astrofizikanët të pyesin se çfarë roli mund të luante në evolucionin e yjeve. Dy vjet më vonë, u sugjerua se shpërthimet e supernovës lidhen me transformimin e yjeve të zakonshëm në yje neutron. Më pas u bënë llogaritjet për strukturën dhe parametrat e këtij të fundit dhe u bë e qartë se nëse yjet e vegjël (si Dielli ynë) në fund të evolucionit të tyre shndërrohen në xhuxha të bardhë, atëherë ato më të rëndat bëhen neutrone. Në gusht 1967, astronomët e radios, ndërsa studionin dridhjen e burimeve kozmike të radios, zbuluan sinjale të çuditshme - shumë të shkurtra, që zgjasin rreth 50 milisekonda, u regjistruan pulset e emetimit të radios, të përsëritura në një interval kohor të përcaktuar rreptësisht (rreth një sekondë). Kjo ishte krejtësisht e ndryshme nga tabloja e zakonshme kaotike e luhatjeve të rastësishme të parregullta në emetimin e radios. Pas një kontrolli të plotë të të gjitha pajisjeve, u siguruam se pulset ishin me origjinë jashtëtokësore. Është e vështirë për astronomët të befasohen nga objektet që emetojnë me intensitet të ndryshueshëm, por në këtë rast periudha ishte aq e shkurtër dhe sinjalet ishin aq të rregullta sa shkencëtarët sugjeruan seriozisht se ato mund të ishin lajme nga qytetërimet jashtëtokësore.

Prandaj, pulsari i parë u emërua LGM-1 (nga anglishtja Little Green Men - "Little Green Men"), megjithëse përpjekjet për të gjetur ndonjë kuptim në pulset e marra përfunduan më kot. Së shpejti, u zbuluan edhe 3 burime radio pulsuese. Periudha e tyre përsëri doli të ishte shumë më pak se koha karakteristike e dridhjeve dhe rrotullimit të të gjitha objekteve të njohura astronomike. Për shkak të natyrës pulsuese të rrezatimit, objektet e reja filluan të quheshin pulsarë. Ky zbulim fjalë për fjalë tronditi astronominë dhe raportet e zbulimeve të pulsareve filluan të mbërrinin nga shumë observatorë radiofonikë. Pas zbulimit të një pulsari në Mjegullnajën e Gaforres, i cili u ngrit për shkak të një shpërthimi të supernovës në 1054 (ky yll ishte i dukshëm gjatë ditës, siç përmendin kinezët, arabët dhe amerikanët e veriut në analet e tyre), u bë e qartë se pulsarët janë disi lidhur me shpërthimet e supernovës.

Më shumë gjasa, sinjalet kanë ardhur nga një objekt i mbetur pas shpërthimit. U desh shumë kohë para se astrofizikanët të kuptonin se pulsarët ishin yjet neutrone që rrotulloheshin me shpejtësi që ata kishin kërkuar për kaq shumë kohë.

Megjithëse shumica e yjeve neutron janë zbuluar nga emetimi i radios, ata emetojnë pjesën më të madhe të energjisë së tyre në rrezet gama dhe rrezet x. Yjet neutron lindin shumë të nxehtë, por ftohen mjaft shpejt, dhe tashmë në moshën njëmijëvjeçare ata kanë një temperaturë sipërfaqësore prej rreth 1,000,000 K. Prandaj, vetëm yjet e rinj neutron shkëlqejnë në rrezen X për shkak të rrezatimit thjesht termik.

Fizika pulsar

Një pulsar është thjesht një majë e madhe e magnetizuar që rrotullohet rreth një boshti që nuk përkon me boshtin e magnetit. Nëse asgjë nuk do të binte mbi të dhe nuk do të lëshonte asgjë, atëherë emetimi i tij radio do të kishte një frekuencë rrotulluese dhe ne nuk do ta dëgjonim kurrë në Tokë. Por fakti është se kjo majë ka një masë kolosale dhe një temperaturë të lartë sipërfaqësore, dhe fusha magnetike rrotulluese krijon një fushë të madhe elektrike, e aftë të përshpejtojë protonet dhe elektronet pothuajse me shpejtësinë e dritës. Për më tepër, të gjitha këto grimca të ngarkuara që nxitojnë rreth pulsarit janë bllokuar në fushën e tij magnetike kolosale. Dhe vetëm brenda një këndi të vogël të ngurtë rreth boshtit magnetik ata mund të çlirohen (yjet neutron kanë fushat magnetike më të forta në Univers, duke arritur 10 10 -10 14 gauss, për krahasim: fusha e tokës është 1 gaus, ajo diellore - 10 -50 gauss). Janë këto rryma grimcash të ngarkuara që janë burimi i emetimit të radios nga i cili u zbuluan pulsarët, të cilët më vonë rezultuan se ishin yje neutron. Meqenëse boshti magnetik i një ylli neutron nuk përkon domosdoshmërisht me boshtin e rrotullimit të tij, kur ylli rrotullohet, një rrymë valësh radioje përhapet nëpër hapësirë ​​si një fener strobi - vetëm për një moment duke prerë errësirën përreth.

Imazhet me rreze X të pulsarit të Mjegullnajës së Gaforres në gjendjet e tij aktive (majtas) dhe normale (djathtas)

fqinji më i afërt
Ky pulsar ndodhet vetëm 450 vite dritë nga Toka dhe është një sistem binar i një ylli neutron dhe një xhuxhi i bardhë me një periudhë orbitale prej 5.5 ditësh. Rrezatimi i butë me rreze X i marrë nga sateliti ROSAT emetohet nga mbulesat polare të akullit PSR J0437-4715, të cilat nxehen në dy milionë gradë. Gjatë rrotullimit të tij të shpejtë (periudha e këtij pulsari është 5,75 milisekonda), ai kthehet në drejtim të Tokës me njërin ose tjetrin poli magnetik, si rezultat, intensiteti i fluksit të rrezeve gama ndryshon me 33%. Objekti i ndritshëm pranë pulsarit të vogël është një galaktikë e largët që, për disa arsye, shkëlqen në mënyrë aktive në rajonin e rrezeve X të spektrit.

Graviteti i Plotfuqishëm

Sipas teorisë moderne evolucionare, yjet masivë përfundojnë jetën e tyre në një shpërthim kolosal, duke i kthyer shumicën e tyre në një mjegullnajë gazi në zgjerim. Si rezultat, ajo që mbetet nga një gjigant shumë herë më i madh se Dielli ynë në madhësi dhe masë është një objekt i nxehtë i dendur rreth 20 km në madhësi, me një atmosferë të hollë (me hidrogjen dhe jone më të rënda) dhe një fushë gravitacionale 100 miliardë herë më e madhe se atë të Tokës. U quajt një yll neutron, duke besuar se përbëhet kryesisht nga neutrone. Lënda e yllit neutron është forma më e dendur e materies (një lugë çaji me një superbërthamë të tillë peshon rreth një miliard ton). Periudha shumë e shkurtër e sinjaleve të emetuara nga pulsarët ishte argumenti i parë dhe më i rëndësishëm në favor të faktit se këta janë yje neutron, që posedojnë një fushë të madhe magnetike dhe që rrotullohen me shpejtësi marramendëse. Vetëm objektet e dendura dhe kompakte (vetëm disa dhjetëra kilometra në madhësi) me një fushë të fuqishme gravitacionale mund t'i rezistojnë një shpejtësie të tillë rrotullimi pa u bërë copa për shkak të forcave inerciale centrifugale.

Një yll neutron përbëhet nga një lëng neutron i përzier me protone dhe elektrone. "Lëngu bërthamor", i cili i ngjan shumë substancës së bërthamave atomike, është 1014 herë më i dendur se uji i zakonshëm. Ky ndryshim i madh është i kuptueshëm - në fund të fundit, atomet përbëhen kryesisht nga hapësira boshe, në të cilën elektronet e lehta fluturojnë rreth një bërthame të vogël dhe të rëndë. Bërthama përmban pothuajse të gjithë masën, pasi protonet dhe neutronet janë 2000 herë më të rënda se elektronet. Forcat ekstreme të krijuara nga formimi i një ylli neutron i shtypin atomet aq shumë sa që elektronet e shtrydhura në bërthama bashkohen me protonet për të formuar neutrone. Në këtë mënyrë, lind një yll, i përbërë pothuajse tërësisht nga neutrone. Lëngu bërthamor super i dendur, nëse sillet në Tokë, do të shpërthejë si një bombë bërthamore, por në një yll neutron është i qëndrueshëm për shkak të presionit të madh gravitacional. Megjithatë, në shtresat e jashtme të një ylli neutron (si, në të vërtetë, i të gjithë yjeve), presioni dhe temperatura bien, duke formuar një kore të fortë rreth një kilometër të trashë. Besohet se përbëhet kryesisht nga bërthama hekuri.

Blic
Shpërthimi kolosal i rrezeve X të 5 marsit 1979, rezulton, ndodhi shumë përtej galaktikës sonë, në Renë e Madhe të Magelanit, një satelit i Rrugës sonë të Qumështit, i vendosur në një distancë prej 180 mijë vjet dritë nga Toka. Përpunimi i përbashkët i shpërthimit të rrezeve gama më 5 mars, i regjistruar nga shtatë anije kozmike, bëri të mundur përcaktimin mjaft të saktë të pozicionit të këtij objekti dhe fakti që ai ndodhet pikërisht në Renë e Magelanit është sot praktikisht i padyshimtë.

Ngjarja që ndodhi në këtë yll të largët 180 mijë vjet më parë është e vështirë të imagjinohet, por ajo u ndez atëherë si 10 supernova, më shumë se 10 herë më shumë se shkëlqimi i të gjithë yjeve në galaktikën tonë. Pika e ndritshme në krye të figurës është një pulsar i njohur dhe i mirënjohur prej kohësh SGR, dhe skica e parregullt është pozicioni më i mundshëm i objektit që u ndez më 5 mars 1979.

Origjina e yllit neutron
Një shpërthim supernova është thjesht shndërrimi i një pjese të energjisë gravitacionale në nxehtësi. Kur një ylli i vjetër i mbaron karburanti dhe reaksioni termonuklear nuk mund ta ngrohë më brendësinë e tij në temperaturën e kërkuar, ndodh një kolaps—kolapsi i një reje gazi drejt qendrës së saj të gravitetit. Energjia e çliruar në këtë proces shpërndan shtresat e jashtme të yllit në të gjitha drejtimet, duke formuar një mjegullnajë në zgjerim. Nëse ylli është i vogël, si Dielli ynë, atëherë ndodh një shpërthim dhe formohet një xhuxh i bardhë. Nëse masa e yllit është më shumë se 10 herë ajo e Diellit, atëherë një kolaps i tillë çon në një shpërthim supernova dhe formohet një yll i zakonshëm neutron. Nëse një supernova shpërthen në vendin e një ylli shumë të madh, me një masë 20-40 diellore dhe formohet një yll neutron me masë më shumë se tre diellore, atëherë procesi i ngjeshjes gravitacionale bëhet i pakthyeshëm dhe një vrimë e zezë bëhet formuar.

Struktura e brendshme
Korja e ngurtë e shtresave të jashtme të një ylli neutron përbëhet nga bërthama të rënda atomike të rregulluara në një rrjetë kubike, me elektrone që fluturojnë lirshëm ndërmjet tyre, gjë që të kujton metalet tokësore, por vetëm shumë më të dendura.

Pyetje e hapur

Edhe pse yjet neutron janë studiuar intensivisht për rreth tre dekada, struktura e tyre e brendshme nuk dihet me siguri. Për më tepër, nuk ka asnjë siguri të fortë se ato me të vërtetë përbëhen kryesisht nga neutrone. Ndërsa lëvizni më thellë në yll, presioni dhe dendësia rriten dhe materia mund të kompresohet aq shumë sa të ndahet në kuarke - blloqet ndërtuese të protoneve dhe neutroneve. Sipas kromodinamikës moderne kuantike, kuarkët nuk mund të ekzistojnë në gjendje të lirë, por kombinohen në "tre" dhe "dy" të pandashme. Por ndoshta, në kufirin e bërthamës së brendshme të një ylli neutron, situata ndryshon dhe kuarkët dalin nga kufizimi i tyre. Për të kuptuar më tej natyrën e një ylli neutron dhe lëndës ekzotike të kuarkut, astronomët duhet të përcaktojnë marrëdhënien midis masës së yllit dhe rrezes së tij (dendësia mesatare). Duke studiuar yjet neutron me satelitë, është e mundur të matet masa e tyre mjaft saktë, por përcaktimi i diametrit të tyre është shumë më i vështirë. Kohët e fundit, shkencëtarët që përdorin satelitin me rreze X XMM-Newton kanë gjetur një mënyrë për të vlerësuar densitetin e yjeve neutron bazuar në zhvendosjen gravitacionale të kuqe. Një tjetër gjë e pazakontë në lidhje me yjet neutron është se ndërsa masa e yllit zvogëlohet, rrezja e tij rritet - si rezultat, yjet neutron më masivë kanë madhësinë më të vogël.

Dritare e zezë
Shpërthimi i një supernova shpesh i jep një shpejtësi të konsiderueshme një pulsari të porsalindur. Një yll i tillë fluturues me një fushë të mirë magnetike të vetin shqetëson shumë hapësirën ndëryjore që mbush gazin jonizues. Formohet një lloj valë goditëse, e cila shkon përpara yllit dhe devijon në një kon të gjerë pas tij. Imazhi i kombinuar optik (pjesa blu-jeshile) dhe rreze X (hijet e kuqe) tregon se këtu nuk kemi të bëjmë vetëm me një re gazi të ndritshme, por me një rrymë të madhe grimcash elementare të emetuara nga ky pulsar milisekonda. Shpejtësia lineare e Vejushës së Zezë është 1 milion km/h, ajo rrotullohet rreth boshtit të saj për 1.6 ms, tashmë është rreth një miliard vjet e vjetër dhe ka një yll shoqërues që rrotullohet rreth vejushës me një periudhë prej 9.2 orësh. Pulsari B1957+20 mori emrin e tij për arsyen e thjeshtë se rrezatimi i tij i fuqishëm thjesht djeg fqinjin e tij, duke bërë që gazi që e formon atë të "valojë" dhe të avullojë. Fshikëza e kuqe në formë puro pas pulsarit është pjesa e hapësirës ku elektronet dhe protonet e emetuara nga ylli neutron lëshojnë rreze të buta gama.

Rezultati i modelimit kompjuterik bën të mundur që shumë qartë, në prerje tërthore, të paraqiten proceset që ndodhin pranë një pulsari fluturues të shpejtë. Rrezet që ndryshojnë nga një pikë e ndritshme janë një imazh konvencional i rrjedhës së energjisë rrezatuese, si dhe rrjedhës së grimcave dhe antigrimcave që burojnë nga një yll neutron. Skica e kuqe në kufirin e hapësirës së zezë rreth yllit neutron dhe reve të kuqe të ndezura të plazmës është vendi ku rryma e grimcave relativiste që fluturojnë pothuajse me shpejtësinë e dritës takohet me gazin ndëryjor të ngjeshur nga vala goditëse. Duke frenuar ashpër, grimcat lëshojnë rreze X dhe, pasi kanë humbur pjesën më të madhe të energjisë së tyre, nuk e ngrohin më gazin e rënë aq shumë.

Ngërçi i gjigantëve

Pulsarët konsiderohen si një nga fazat e hershme të jetës së një ylli neutron. Falë studimit të tyre, shkencëtarët mësuan për fushat magnetike, shpejtësinë e rrotullimit dhe fatin e mëtejshëm të yjeve neutron. Duke monitoruar vazhdimisht sjelljen e një pulsari, mund të përcaktohet saktësisht se sa energji humbet, sa ngadalësohet dhe madje edhe kur do të pushojë së ekzistuari, pasi është ngadalësuar aq shumë sa nuk mund të lëshojë valë të fuqishme radio. Këto studime konfirmuan shumë parashikime teorike rreth yjeve neutron.

Tashmë deri në vitin 1968, u zbuluan pulsarët me një periudhë rrotullimi nga 0,033 sekonda në 2 sekonda. Periodiciteti i pulseve të radio pulsarit ruhet me saktësi të mahnitshme dhe në fillim qëndrueshmëria e këtyre sinjaleve ishte më e lartë se orët atomike të tokës. E megjithatë, me përparimin në fushën e matjes së kohës, ishte e mundur të regjistroheshin ndryshime të rregullta në periudhat e tyre për shumë pulsarë. Sigurisht, këto janë ndryshime jashtëzakonisht të vogla dhe vetëm me miliona vjet mund të presim që periudha të dyfishohet. Raporti i shpejtësisë aktuale të rrotullimit me ngadalësimin e rrotullimit është një mënyrë për të vlerësuar moshën e pulsarit. Pavarësisht nga stabiliteti i jashtëzakonshëm i sinjalit të radios, disa pulsarë ndonjëherë përjetojnë të ashtuquajturat "shqetësime". Në një interval kohor shumë të shkurtër (më pak se 2 minuta), shpejtësia e rrotullimit të pulsarit rritet me një sasi të konsiderueshme, dhe më pas pas njëfarë kohe kthehet në vlerën që ishte para "shqetësimit". Besohet se "shqetësimet" mund të shkaktohen nga një rirregullim i masës brenda yllit neutron. Por në çdo rast, mekanizmi i saktë është ende i panjohur.

Kështu, pulsari Vela pëson “çrregullime” të mëdha afërsisht çdo 3 vjet, dhe kjo e bën atë një objekt shumë interesant për studimin e fenomeneve të tilla.

Magnetarë

Disa yje neutron, të quajtur burime të shpërthyera me rreze gama të buta (SGR), lëshojnë shpërthime të fuqishme të rrezeve gama "të buta" në intervale të parregullta. Sasia e energjisë e emetuar nga një SGR në një shpërthim tipik që zgjat disa të dhjetat e sekondës mund të emetohet vetëm nga Dielli në një vit të tërë. Katër SGR të njohura ndodhen brenda Galaxy tonë dhe vetëm një është jashtë tij. Këto shpërthime të jashtëzakonshme energjie mund të shkaktohen nga tërmetet e yjeve—versione të fuqishme tërmetesh që çajnë sipërfaqen e ngurtë të yjeve neutron dhe lëshojnë rrjedha të fuqishme protonesh nga bërthamat e tyre, të cilat, të mbërthyera në një fushë magnetike, lëshojnë rreze gama dhe X. Yjet neutron u identifikuan si burime të shpërthimeve të fuqishme të rrezeve gama pas shpërthimit të madh të rrezeve gama më 5 mars 1979, që lëshoi ​​aq energji në sekondën e parë sa Dielli lëshon në 1000 vjet. Vëzhgimet e fundit të një prej yjeve neutron më aktivë aktualisht duket se mbështesin teorinë se shpërthimet e parregullta, të fuqishme të rrezatimit gama dhe rreze-X shkaktohen nga yjet.

Në vitin 1998, SGR-ja e famshme u zgjua papritur nga “përgjumi” i saj, i cili nuk kishte shfaqur asnjë shenjë aktiviteti për 20 vjet dhe shpërndau pothuajse aq energji sa shpërthimi i rrezeve gama të 5 marsit 1979. Ajo që i goditi më shumë studiuesit kur vëzhguan këtë ngjarje ishte ngadalësimi i mprehtë i shpejtësisë së rrotullimit të yllit, duke treguar shkatërrimin e tij. Për të shpjeguar ndezjet e fuqishme të rrezeve gama dhe rrezeve X, u propozua një model i një magnetari - një yll neutron me një fushë magnetike super të fortë. Nëse një yll neutron lind duke u rrotulluar shumë shpejt, atëherë ndikimi i kombinuar i rrotullimit dhe konvekcionit, i cili luan një rol të rëndësishëm në sekondat e para të jetës së yllit neutron, mund të krijojë një fushë magnetike të madhe përmes një procesi kompleks të njohur si "aktiv. dinamo" (në të njëjtën mënyrë si krijohet fusha brenda Tokës dhe Diellit). Teoricienët u mahnitën kur zbuluan se një dinamo e tillë, që vepron në një yll neutron të nxehtë dhe të porsalindur, mund të krijojë një fushë magnetike 10,000 herë më të fortë se fusha normale e pulsarëve. Kur ylli ftohet (pas 10 ose 20 sekondash), konvekcioni dhe veprimi i dinamos ndalojnë, por kjo kohë është e mjaftueshme që të lindë fusha e nevojshme.

Fusha magnetike e një topi rrotullues përçues elektrik mund të jetë e paqëndrueshme, dhe një ristrukturim i mprehtë i strukturës së tij mund të shoqërohet me lëshimin e sasive kolosale të energjisë (një shembull i qartë i një paqëndrueshmërie të tillë është transferimi periodik i poleve magnetike të Tokës). Gjëra të ngjashme ndodhin në Diell, në ngjarjet shpërthyese të quajtura "shpërthime diellore". Në një magnetar, energjia magnetike e disponueshme është e madhe, dhe kjo energji është mjaft e mjaftueshme për të fuqizuar shpërthime të tilla gjigante si 5 mars 1979 dhe 27 gusht 1998. Ngjarje të tilla shkaktojnë në mënyrë të pashmangshme përçarje të thellë dhe ndryshime në strukturën e jo vetëm rrymave elektrike në vëllimin e yllit neutron, por edhe kores së tij të ngurtë. Një tjetër lloj objekti misterioz që lëshon rrezatim të fuqishëm me rreze X gjatë shpërthimeve periodike janë të ashtuquajturat pulsare anormale me rreze X - AXP. Ata ndryshojnë nga pulsarët e zakonshëm me rreze X në atë që lëshojnë vetëm në rrezen X. Shkencëtarët besojnë se SGR dhe AXP janë faza të jetës së të njëjtës klasë objektesh, përkatësisht magnetarëve ose yjeve neutron, të cilët lëshojnë rreze të buta gama duke tërhequr energji nga një fushë magnetike. Dhe megjithëse magnetarët sot mbeten ide e teoricienëve dhe nuk ka të dhëna të mjaftueshme që konfirmojnë ekzistencën e tyre, astronomët janë duke kërkuar me këmbëngulje për provat e nevojshme.

Kandidatët Magnetar
Astronomët e kanë studiuar tashmë galaktikën tonë të shtëpisë, Rrugën e Qumështit, aq tërësisht sa nuk u kushton asgjë për të përshkruar pamjen e saj anësore, duke treguar pozicionin e yjeve më të shquar të neutroneve.

Shkencëtarët besojnë se AXP dhe SGR janë thjesht dy faza në jetën e të njëjtit magnet gjigant - një yll neutron. Për 10,000 vitet e para, magnetari është një SGR - një pulsar, i dukshëm në dritën e zakonshme dhe që prodhon shpërthime të përsëritura të rrezatimit të butë me rreze X, dhe për miliona vitet e ardhshme ai, tashmë si një pulsar anomal AXP, zhduket nga e dukshme. varg dhe fryrje vetëm në rreze X.

Magneti më i fortë
Analiza e të dhënave të marra nga sateliti RXTE (Rossi X-ray Timeming Explorer, NASA) gjatë vëzhgimeve të pulsarit të pazakontë SGR 1806-20 tregoi se ky burim është magneti më i fuqishëm i njohur deri më sot në Univers. Madhësia e fushës së saj u përcaktua jo vetëm në bazë të të dhënave indirekte (nga ngadalësimi i pulsarit), por edhe pothuajse drejtpërdrejt - nga matja e frekuencës së rrotullimit të protoneve në fushën magnetike të yllit neutron. Fusha magnetike pranë sipërfaqes së këtij magnetari arrin 10 15 gauss. Nëse do të ishte, për shembull, në orbitën e Hënës, të gjitha mjetet e ruajtjes magnetike në Tokën tonë do të demagnetizoheshin. E vërtetë, duke marrë parasysh faktin se masa e tij është afërsisht e barabartë me atë të Diellit, kjo nuk do të kishte më rëndësi, pasi edhe nëse Toka nuk do të kishte rënë mbi këtë yll neutron, ajo do të ishte rrotulluar rreth tij si e çmendur, duke bërë një revolucion i plotë në vetëm një orë.

Dinamo aktive
Të gjithë e dimë se energjia pëlqen të ndryshojë nga një formë në tjetrën. Energjia elektrike shndërrohet lehtësisht në nxehtësi, dhe energjia kinetike në energji potenciale. Rrjedhat e mëdha konvektive të magmës, plazmës ose lëndës bërthamore përçuese elektrike, rezulton, gjithashtu mund të shndërrojnë energjinë e tyre kinetike në diçka të pazakontë, për shembull, në një fushë magnetike. Lëvizja e masave të mëdha në një yll rrotullues në prani të një fushe të vogël magnetike fillestare mund të çojë në rryma elektrike që krijojnë një fushë në të njëjtin drejtim si ajo origjinale. Si rezultat, fillon një rritje në formë orteku në fushën magnetike të një objekti rrotullues që përcjell rrymë. Sa më e madhe të jetë fusha, aq më të mëdha janë rrymat, aq më të mëdha janë rrymat, aq më e madhe është fusha - dhe e gjithë kjo është për shkak të rrjedhave banale konvektive, për faktin se lënda e nxehtë është më e lehtë se lënda e ftohtë, dhe për këtë arsye noton lart...

Lagje e trazuar

Observatori i famshëm hapësinor Chandra ka zbuluar qindra objekte (duke përfshirë në galaktika të tjera), duke treguar se jo të gjithë yjet neutron janë të destinuar të bëjnë një jetë të vetmuar. Objekte të tilla lindin në sisteme binare që i mbijetuan shpërthimit të supernovës që krijoi yllin neutron. Dhe ndonjëherë ndodh që yjet e vetme neutron në rajone të dendura yjore si grupimet globulare kapin një shoqërues. Në këtë rast, ylli neutron do të "vjedhë" materien nga fqinji i tij. Dhe në varësi të masës së yllit për ta shoqëruar atë, kjo "vjedhje" do të shkaktojë pasoja të ndryshme. Gazi që rrjedh nga një shoqërues me një masë më të vogël se ajo e Diellit tonë në një "thërrim" të tillë si një yll neutron nuk mund të bjerë menjëherë për shkak të momentit të tij këndor që është shumë i madh, kështu që krijon një të ashtuquajtur disk grumbullimi rreth tij nga çështje "e vjedhur". Fërkimi ndërsa mbështillet rreth yllit neutron dhe ngjeshja në fushën gravitacionale e ngroh gazin në miliona gradë dhe ai fillon të lëshojë rreze X. Një tjetër fenomen interesant i lidhur me yjet neutrone që kanë një shoqërues me masë të ulët janë shpërthimet me rreze X. Ato zakonisht zgjasin nga disa sekonda deri në disa minuta dhe në maksimum i japin yllit një shkëlqim pothuajse 100 mijë herë më të madh se shkëlqimi i Diellit.

Këto shpërthime shpjegohen me faktin se kur hidrogjeni dhe heliumi transferohen në yllin neutron nga shoqëruesi, ato formojnë një shtresë të dendur. Gradualisht, kjo shtresë bëhet aq e dendur dhe e nxehtë sa fillon një reaksion i shkrirjes termonukleare dhe lëshohet një sasi e madhe energjie. Për sa i përket fuqisë, kjo është e barabartë me shpërthimin e të gjithë arsenalit bërthamor të tokësorëve në çdo centimetër katror të sipërfaqes së një ylli neutron brenda një minute. Një pamje krejtësisht e ndryshme vërehet nëse ylli neutron ka një shoqërues masiv. Ylli gjigant humbet materien në formën e erës yjore (një rrymë gazi jonizues që del nga sipërfaqja e tij), dhe graviteti i madh i yllit neutron kap një pjesë të kësaj materie. Por këtu fusha magnetike vjen në vetvete, duke bërë që lënda në rënie të rrjedhë përgjatë vijave të forcës drejt poleve magnetike.

Kjo do të thotë që rrezatimi me rreze X gjenerohet kryesisht në pikat e nxehta në pole, dhe nëse boshti magnetik dhe boshti i rrotullimit të yllit nuk përkojnë, atëherë shkëlqimi i yllit rezulton të jetë i ndryshueshëm - është gjithashtu një pulsar. , por vetëm një me rreze X. Yjet neutron në pulsarët me rreze X kanë yje gjigantë të shndritshëm si shoqërues. Në shpërthyes, shokët e yjeve neutron janë yje të zbehtë, me masë të ulët. Mosha e gjigantëve të ndritshëm nuk i kalon disa dhjetëra miliona vjet, ndërsa mosha e yjeve xhuxhë të zbehtë mund të jetë miliarda vjeç, pasi të parët konsumojnë karburantin e tyre bërthamor shumë më shpejt se të dytët. Nga kjo rrjedh se shpërthyesit janë sisteme të vjetra në të cilat fusha magnetike është dobësuar me kalimin e kohës, ndërsa pulsarët janë relativisht të rinj, dhe për këtë arsye fushat magnetike në to janë më të forta. Ndoshta shpërthyesit kanë pulsuar në një moment në të kaluarën, por pulsarët ende nuk kanë shpërthyer në të ardhmen.

Pulsarët me periudha më të shkurtra (më pak se 30 milisekonda) - të ashtuquajturat pulsare milisekonda - janë gjithashtu të lidhur me sistemet binare. Pavarësisht rrotullimit të tyre të shpejtë, ata rezultojnë të jenë jo më të rinjtë, siç pritej, por më të moshuarit.

Ato lindin nga sistemet binare ku një yll neutron i vjetër, ngadalë që rrotullohet, fillon të thithë lëndën nga shoqëruesi i tij gjithashtu i vjetër (zakonisht një gjigant i kuq). Ndërsa lënda bie në sipërfaqen e një ylli neutron, ajo transferon energji rrotulluese tek ai, duke e bërë atë të rrotullohet më shpejt dhe më shpejt. Kjo ndodh derisa shoqëruesi i yllit neutron, pothuajse i çliruar nga masa e tepërt, bëhet një xhuxh i bardhë dhe pulsari vjen në jetë dhe fillon të rrotullohet me një shpejtësi prej qindra rrotullimesh në sekondë. Megjithatë, kohët e fundit astronomët zbuluan një sistem shumë të pazakontë, ku shoqëruesi i një pulsari milisekonda nuk është një xhuxh i bardhë, por një yll gjigant i kuq i fryrë. Shkencëtarët besojnë se ata po vëzhgojnë këtë sistem binar pikërisht në fazën e "çlirimit" të yllit të kuq nga pesha e tepërt dhe shndërrimit në një xhuxh të bardhë. Nëse kjo hipotezë është e pasaktë, atëherë ylli shoqërues mund të jetë një yll i zakonshëm i grumbullimit globular i kapur aksidentalisht nga një pulsar. Pothuajse të gjithë yjet neutrone që njihen aktualisht gjenden ose në binarët me rreze X ose si pulsarë të vetëm.

Dhe së fundmi, Hubble vuri re në dritën e dukshme një yll neutron, i cili nuk është një komponent i një sistemi binar dhe nuk pulson në rrezet X dhe rrezet e radios. Kjo ofron një mundësi unike për të përcaktuar me saktësi madhësinë e saj dhe për të bërë rregullime në idetë në lidhje me përbërjen dhe strukturën e kësaj klase të çuditshme yjesh të djegur, të ngjeshur gravitacionalisht. Ky yll u zbulua fillimisht si një burim i rrezeve X dhe lëshon në këtë varg jo sepse mbledh gaz hidrogjeni ndërsa lëviz nëpër hapësirë, por sepse është ende i ri. Mund të jetë mbetje e një prej yjeve në sistemin binar. Si rezultat i një shpërthimi supernova, ky sistem binar u shemb dhe ish-fqinjët filluan një udhëtim të pavarur nëpër Univers.

Yllngrënës i vogël
Ashtu si gurët bien në tokë, ashtu edhe një yll i madh, duke lëshuar pjesë të masës së tij, gradualisht lëviz në një fqinj të vogël dhe të largët, i cili ka një fushë të madhe gravitacionale pranë sipërfaqes së tij. Nëse yjet nuk do të rrotulloheshin rreth një qendre të përbashkët graviteti, atëherë rryma e gazit thjesht mund të rrjedhë, si një rrjedhë uji nga një turi, në një yll të vogël neutron. Por meqenëse yjet rrotullohen në një rreth, lënda në rënie duhet të humbasë pjesën më të madhe të momentit të saj këndor përpara se të arrijë në sipërfaqe. Dhe këtu, fërkimi i ndërsjellë i grimcave që lëvizin përgjatë trajektoreve të ndryshme dhe ndërveprimi i plazmës së jonizuar që formon diskun e grumbullimit me fushën magnetike të pulsarit, ndihmon që procesi i rënies së materies të përfundojë me sukses me një ndikim në sipërfaqen e yllit neutron në rajoni i poleve të tij magnetike.

Enigma 4U2127 e zgjidhur
Ky yll ka mashtruar astronomët për më shumë se 10 vjet, duke treguar ndryshueshmëri të çuditshme të ngadaltë në parametrat e tij dhe duke u ndezur ndryshe çdo herë. Vetëm kërkimet e fundit nga observatori hapësinor Chandra kanë bërë të mundur zbardhjen e sjelljes misterioze të këtij objekti. Doli se këta nuk ishin një, por dy yje neutron. Për më tepër, të dy kanë shokë - një yll është i ngjashëm me Diellin tonë, tjetri është si një fqinj i vogël blu. Hapësinor, këto palë yje janë të ndara nga një distancë mjaft e madhe dhe jetojnë një jetë të pavarur. Por në sferën yjore ato janë projektuar pothuajse në të njëjtën pikë, kjo është arsyeja pse ata konsideroheshin një objekt për kaq shumë kohë. Këta katër yje janë të vendosur në grupin globular M15 në një distancë prej 34 mijë vjet dritë.

Pyetje e hapur

Në total, astronomët kanë zbuluar rreth 1200 yje neutron deri më sot. Prej tyre, më shumë se 1000 janë radio pulsarë, dhe pjesa tjetër janë thjesht burime të rrezeve X. Gjatë viteve të kërkimit, shkencëtarët kanë arritur në përfundimin se yjet neutron janë origjinalë të vërtetë. Disa janë shumë të shndritshëm dhe të qetë, të tjerët ndizen periodikisht dhe ndryshojnë me tërmete yjesh, dhe të tjerët ekzistojnë në sistemet binare. Këta yje janë ndër objektet astronomike më misterioze dhe të pakapshme, duke kombinuar fushat më të forta gravitacionale dhe magnetike dhe dendësitë dhe energjitë ekstreme. Dhe çdo zbulim i ri nga jeta e tyre e turbullt u jep shkencëtarëve informacion unik të nevojshëm për të kuptuar natyrën e Materies dhe evolucionin e Universit.

Standard universal
Është shumë e vështirë të dërgosh diçka jashtë sistemit diellor, kështu që së bashku me anijen kozmike Pioneer 10 dhe 11 që u drejtuan atje 40 vjet më parë, tokësorët u dërguan mesazhe edhe vëllezërve të tyre në mendje. Të vizatosh diçka që do të jetë e kuptueshme për mendjen jashtëtokësore nuk është një detyrë e lehtë, për më tepër, ishte e nevojshme të tregohej edhe adresa e kthimit dhe data e dërgimit të letrës... Sa qartë mundën artistët t'i bënin të gjitha këto; një person për të kuptuar, por vetë ideja e përdorimit të pulsarëve të radios për të treguar vendin dhe kohën e dërgimit të mesazhit është brilante. Rrezet e ndërprera me gjatësi të ndryshme që dalin nga një pikë që simbolizon Diellin tregojnë drejtimin dhe distancën me pulsarët më të afërt me Tokën, dhe ndërprerja e linjës nuk është gjë tjetër veçse një përcaktim binar i periudhës së tyre të revolucionit. Rrezja më e gjatë tregon në qendër të galaktikës sonë - Rruga e Qumështit. Frekuenca e sinjalit radio të emetuar nga një atom hidrogjeni kur orientimi i ndërsjellë i rrotullimeve (drejtimi i rrotullimit) të protonit dhe elektronit ndryshon, merret si njësi e kohës në mesazh.

21 cm i famshëm ose 1420 MHz duhet të jetë i njohur për të gjitha qeniet inteligjente në Univers. Duke përdorur këto pika referimi, duke treguar "fenerët e radios" të Universit, do të jetë e mundur të gjenden toka edhe pas shumë miliona vitesh dhe duke krahasuar frekuencën e regjistruar të pulsarëve me atë aktual, do të jetë e mundur të vlerësohet se kur këto burrë e grua bekuan fluturimin e anijes së parë kozmike që u largua nga sistemi diellor.

Koncepti i yjeve neutron

Në fillim të viteve 1960, zbulimi i burimeve të rrezeve X kozmike dha një inkurajim të madh për ata që kishin konsideruar yjet neutron si burime të mundshme të rrezeve X qiellore. Nga fundi i vitit 1967 U zbulua një klasë e re e objekteve qiellore - pulsarët, të cilët i lanë shkencëtarët të hutuar. Ky zbulim ishte zhvillimi më i rëndësishëm në studimin e yjeve neutron, pasi ngriti përsëri çështjen e origjinës së rrezatimit kozmik me rreze X. Duke folur për yjet neutron, duhet marrë parasysh se karakteristikat e tyre fizike përcaktohen teorikisht dhe janë shumë hipotetike, pasi kushtet fizike ekzistuese në këto trupa nuk mund të riprodhohen në eksperimente laboratorike.

Vetitë e yjeve neutron

Dendësia e yllit neutron

Temperatura e yllit neutron

Ato u parashikuan në fillim të viteve '30. shekulli XX Fizikani sovjetik L. D. Landau, astronomët W. Baade dhe F. Zwicky. Në vitin 1967, u zbuluan pulsarët, të cilët në vitin 1977 u identifikuan përfundimisht me yjet neutron.

Yjet neutron janë formuar si rezultat i një shpërthimi supernova në fazën e fundit të evolucionit të një ylli me masë të lartë.

Nëse masa e mbetjes së supernovës (d.m.th., ajo që mbetet pas nxjerrjes së guaskës) është më e madhe se 1.4 M☉, por më pak se 2.5 M☉, atëherë ngjeshja e tij vazhdon pas shpërthimit derisa dendësia të arrijë vlerat bërthamore. Kjo do të çojë në faktin se elektronet do të "shtypen" në bërthama dhe do të formohet një substancë që përbëhet vetëm nga neutrone. Shfaqet një yll neutron.

Rrezet e yjeve neutron, si rrezet e xhuxhëve të bardhë, zvogëlohen me rritjen e masës. Pra, një yll neutron me masë 1.4 M☉ (masa minimale e një ylli neutron) ka një rreze prej 100-200 km, dhe me një masë prej 2.5 M☉ (masa maksimale) - vetëm 10-12 km. Materiali nga faqja

Një seksion skematik i një ylli neutron është paraqitur në figurën 86. Shtresat e jashtme të yllit (Figura 86, III) përbëhen nga hekuri, duke formuar një kore të fortë. Në një thellësi prej afërsisht 1 km, fillon një kore e fortë hekuri me një përzierje neutronesh (Fig. 86), e cila kthehet në një bërthamë superfluid të lëngët dhe superpërçues (Fig. 86, I). Në masa afër kufirit (2.5-2.7 M☉), grimcat elementare më të rënda (hiperone) shfaqen në rajonet qendrore të yllit neutron.

Dendësia e yllit neutron

Dendësia e materies në një yll neutron është e krahasueshme me densitetin e materies në bërthamën atomike: arrin 10 15 -10 18 kg/m 3. Në dendësi të tilla, ekzistenca e pavarur e elektroneve dhe protoneve është e pamundur, dhe lënda e yllit përbëhet pothuajse tërësisht nga neutrone.

Foto (foto, vizatime)

Në këtë faqe ka materiale për temat e mëposhtme: