1. Рождение нейтронных звезд.
Равновесие остатка звезды с массой m ≈ 1,2 Msun или меньшей обеспечивается балансом сил гравитации и давления электронной жидкости из почти релятивистских электронов. Но у звезд с первоначальной массой больше 8-10 Msun после сброса большей части массы в форме взрыва сверхновой масса остатка обычно превышает величину m ≈ 1,2 Msun. В таких остатках давления электронной жидкости для обеспечения равновесия оказывается недостаточно. Гравитация сжимает этот остаток и какая-то часть электронов захватывается протонами (с излучением электронных антинейтрино). Которые превращаются в результате такого захвата в нейтроны. Давление электронной жидкости падает и начинается лавинообразный процесс превращения пар протонов и электронов в нейтроны.
В результате такого процесса образуется объект, состоящий практически полностью из нейтронов, и потому называемый нейтронной звездой (НЗ). Таких звезд уже открыто более 2,5 тысяч. Закон сохранения момента импульса при сжатии остатка звезды в нейтронную звезду приводит к тому, что период обращения НЗ вокруг своей оси оказывается чрезвычайно малым. В большинстве известных НЗ он укладывается в интервал 1,4 - 30 миллисекунд. Хотя встречаются НЗ и близким к секундному периоду вращения.
Нейтронные звезды были обнаружены по излучению со своих магнитных полюсов, светящих в радиодиапазоне или других диапазонах как фонарик, ось которого не совпадает с осью его вращения. Быстрое вращение таких источников излучения привело к присвоению им названия пульсаров. Открыла первую НЗ аспирантка Джоселин Белл в 1967 году, шеф которой за это открытие через 7 лет получил Нобелевскую премию.
2. Немного истории христианства.
В начале 1054 года папа Лев IX послал в Константинополь большую делегацию во главе с кардиналом Гумбертом решать с патриархом Михаилом Керуларием важнейший геополитическую проблему того времени - единства христианской церкви. Несколько месяцев шли переговоры. И, вроде бы, уже начали договариваться. Но 4 июля Всевышний явил великое знамение, переговоры были прерваны, Гумберт возложил на престол храма Святой Софии папскую грамоту о низложении и отлучении от церкви константинопольского патриарха Михаила и раскол церкви на католическую и православную оформился бесповоротно.
Какое же знамение явил христианам Всевышний? 4 июля 1054 года на земном небе зажглась очень яркая звезда (сверхновая - 1054). Видимая невооруженным глазом даже в дневное время на протяжении 3-х недель. Современники отмечали, что она была примерно раз в 5 ярче Венеры. На месте этой звезды сейчас видна Крабовидная туманность. Расстояние до нее примерно 6500 световых лет. А центре этой туманности находится нейтронная звезда, комплексный снимок которой (синий цвет - радиоизлучение, красный - излучение в оптическом диапазоне) таков:
3. Параметры нейтронных звезд.
Диапазон масс большинства известных НЗ лежит в интервале 1,3 - 2,1 Мsun. Известна одна НЗ с массой ≈ 2,17 Мsun. Состояние вещества внутри нейтронной звезды принято называть вырожденным нейтронным ферми-газом. Определение это идентично похожему на него определению вырожденный электронный ферми-газ для белых карликов. Но если сделать оценки, аналогичные оценкам в предыдущем разделе для белых карликов, то мы увидим, что вещество предельно массивных нейтронных звезд представляет собой максимально сжатую жидкость из релятивистских нейтронов.
Есть две НЗ с довольно точно измеренными радиусами и массами (R1 = 12,7км, M1 = 1,3Ms; R2 = 13,0км, M2 = 1,4Ms). Средняя плотность вещества в них ρ ≈ ρяд ~ 3*1014 г/см3. Как раз такая плотность характерна для ядер атомов с большими атомными номерами в таблице Менделеева. Оценим теперь размер известной из наблюдений НЗ максимальной массы. При такой плотности радиус НЗ с массой 2,17 Мsun. оказался бы равным RНЗмакс ≈ 15 км. Но плотность вещества внутри нейтрона примерно вдвое больше (мысленно сожмите шарики-нейтроны в кубики): ρнз ~ 6*1014 г/см3. И если считать, что в нейтронных звездах плотность вещества близка к этой величине, то радиус НЗ максимально известной массы: RНЗмакс ≈ 12 км. Обе оценки хорошо согласуются с наблюдательными оценками. И обе заметно превышают гравитационный радиус (радиус горизонта событий) для массы в 2,17 Мsun, который равен 6,4 километра (граврадиус пропорционален массе объекта и для солнечной массы равен 2,95 км).
Journal information