Постоянно растущий объем сведений об эволюционных процессах в жизни космических объектов позволяет астрофизикам считать, что нейтронная звезда представляет собой завершающее состояние любого из светил. Все звезды зарождаются похожим путем, а затем проходят положенные стадии жизни, от молодости до старения и умирания.
Оглавление
Общие характеристики
Конечным этапом существования большинства звезд является вспышка сверхновой. На самом деле видимым становится остаток звездного материала, образовавшийся в результате взрыва. На протяжении определенного времени, срок которого зависит от массы остатка, ядерная реакция в нем продолжается. Процесс идет, пока весь запас топлива полностью не иссякнет и не преобразуется в черную дыру. В нейтронные звезды могут превращаться старые светила, масса которых превышает наше Солнце более чем в 8 раз.
Строение нейтронной звезды
Сравнительно небольшая нейтронная звезда отличается огромной тяжестью, так как внутри нее возникают условия высокой температуры и плотности. Они являются результатом обвала внешней звездной оболочки на ее ядро, который происходит после взрыва. Ударной волной вокруг сверхновой разносятся вещества из внешнего слоя светила, затем они перемещаются к центру, создавая в нем предельно высокую плотность и температуру.
Взорвавшееся светило отличается нестабильностью и неравномерным распределением энергии. Однако ядро звездного объекта еще долгое время остается на прежнем месте, хотя многие физические характеристики в нем изменяются. Вокруг основного ядра в нейтронной звезде находится область внешнего ядра, состоящая из нормальных электронов, протонов со сверхпроводимостью и сверхтекучих нейтронов. С внешней стороны оно закрыто внутренней корой, в которой содержатся ядра с избыточным содержанием нейтронов и электроны. Завершающим слоем является внешняя кора, наполненная ядрами вещества и свободными электронами.
Носителями заряженных частиц в теле нейтронных звезд являются разные состояния газов. Если ближе к внешней оболочке небесного тела преобладают невырожденные виды газов, то в самом центре они представлены уже в виде вырожденных субстанций. Малые объекты могут содержать только внешнее ядро, менее плотное и раскаленное, по сравнению с массивными внутренними ядрами крупных светил. Сильное магнитное поле присутствует в каждой нейтронной звезде, благодаря которому они отличаются высокой скоростью обращения вокруг своей оси.
Как остывают нейтронные звезды?
Скорость вращения и гравитационные силы звезд значительно возрастают после вспышки. Поэтому результатом взрыва сверхновой является ускорение и возрастающая резкость всех внутренних процессов. Сгорающие частицы вещества падают на ядро с огромной скоростью, что заставляет среднюю часть звезды сжиматься все больше. Самые сильные столкновения внутренних и внешних слоев взорвавшегося светила постепенно разрушают все атомы, превращая их в нейтроны. В конце процесса на месте бывшей звезды возникает полностью остывшая черная дыра.
Виды нейтронных звезд
Каждый космический объект по своему уникален, что оказывает влияние и на процессы, происходящие в конце жизни нейтронных звезд. Изучение остывающих светил позволяет разделять их на различные классы и типы. Кроме того, многие объекты могут изменяться в ходе эволюции, меняя одновременно и свое место в классификации.
Радиопульсары
Радиопульсары получили свое название из-за излучения частиц в радио-диапазоне. Благодаря высокой скорости вращения таких светил вокруг своей оси и большой силе магнитного поля, они выталкивают релятивистские частицы, несущие в себе мощные заряды. Первым из открытых подобных объектов стал радиопульсар, обозначенный PSR B1919+21.
Магнетары
Существование нейтронных звезд, обладающих самыми сильными магнитными полями, было теоретически впервые предсказано в 1992-м году. В 1998-м году удалось зафиксировать мощное гамма-излучение, причиной которого стал объект SGR 1900+14, расположенный в созвездии Орла. Его относят к первому известному магнетару, обладающему сильнейшим полем заряженного вещества.
Эжектор
Данная разновидность нейтронных звезд отличается огромной вращательной скоростью и наличием сильного магнитного поля. Подобно радиопульсарам, эжекторы выделяют огромное количество частиц вещества, несущих электронные заряды.
Пропеллер
Одними из наиболее трудно обнаружимых космических объектов считаются пропеллеры, не выделяющие заряженных электронов или протонов. Вещества в их слоях удерживаются над поверхностью, только благодаря сильной области магнитного поля и высокой скорости обращения вокруг своей оси.
Пульсар рентгеновский
Особый вид нейтронных звезд вращается в невысоком скоростном темпе, поэтому вещества попадают в центр звезды уже в плазменном состоянии. Сильное магнитное поле нагревает вещество, и оно светится в диапазоне красного рентгеновского излучения. Пульсары данного типа обнаруживают себя пульсирующей видимостью, так как колебания яркости в них происходят из-за периодического затмения раскаленной материи. К ним относится один из первых открытых аккреторов Центавр Х-3.
