Нейтронные звёзды — это одни из самых экстремальных и загадочных объектов во Вселенной. Представьте себе гигантские атомные ядра размером всего в несколько десятков километров, но обладающие массой, сравнимой с массой целой звезды. Их рождение напрямую связано с гибелью массивных звёзд и является одним из самых драматичных событий в космосе.
Хрупкий баланс жизни звезды
Жизнь звезды — это постоянное противоборство двух сил. С одной стороны, гравитация стремится сжать огромную массу раскалённой плазмы. С другой — энергия, выделяющаяся в ходе термоядерного синтеза в ядре, создаёт давление, которое противостоит коллапсу. Пока в ядре горит водород, превращаясь в гелий, этот баланс сохраняется. Звёзды, подобные нашему Солнцу, после исчерпания водорода проходят стадию красного гиганта, в конечном итоге оставляя после себя белого карлика. Однако у звёзд, чья масса многократно превышает солнечную, судьба куда более впечатляющая и катастрофическая.
Цепная реакция синтеза и железный тупик
Когда в массивной звезде заканчивается гелий, баланс нарушается. Гравитация на мгновение берёт верх, сжимая ядро до ещё больших плотностей и температур. Это запускает каскад реакций синтеза всё более тяжёлых элементов: углерод превращается в неон, неон — в кислород, кислород — в кремний, а кремний — в железо. Каждый последующий этап проходит всё быстрее, и синтез железа занимает всего около суток. На этом всё заканчивается.
Коллапс ядра и рождение сверхновой
Железо — это «ядерный пепел». Его синтез не выделяет энергию, а, наоборот, требует её затрат. Поэтому, когда в ядре накапливается железо, термоядерная «топка» гаснет. Без внутреннего давления, противостоящего гравитации, ядро звезды более не может выдерживать чудовищный вес внешних слоёв и начинает катастрофически сжиматься.
Обратите внимание: Как изменились наши любимые звёзды с годами. 22 фото крупным планом.
Происходящее далее — явление одновременно прекрасное и пугающее. Давление при коллапсе достигает таких невообразимых величин, что элементарные частицы буквально вдавливаются друг в друга. Электроны и протоны сливаются, образуя нейтроны. Железное ядро размером с Землю сжимается за доли секунды до шара из чистой нейтронной материи диаметром всего около 25 километров. Этот коллапс ядра вызывает гравитационный отскок — мощнейшую ударную волну, которая срывает и выбрасывает внешние оболочки звезды в космос со скоростью, составляющей четверть скорости света. Мы наблюдаем это явление как вспышку сверхновой, чья яркость может затмить целую галактику. А на месте погибшей звезды остаётся нейтронная звезда.
Мир экстремальных величин
Нейтронная звезда — это объект невероятной плотности. Её масса, превышающая массу Солнца, сжата в сферу размером с небольшой город. Чтобы представить эту плотность, вообразите: вещество всего человечества поместилось бы в одном кубическом сантиметре нейтронной звезды. Это примерно миллиард тонн в объёме сахарного кубика или целая гора Эверест, уместившаяся в чашке кофе.
Свойства нейтронных звёзд поражают воображение. Их гравитация — сильнейшая во Вселенной после чёрных дыр. Они находятся на самой грани: будь они чуть массивнее, коллапс продолжился бы, и родилась бы чёрная дыра. Гравитация нейтронной звезды настолько сильна, что искривляет свет, позволяя наблюдателю видеть не только её переднюю, но и часть задней стороны. Температура поверхности достигает миллионов градусов по Цельсию, что в сотни раз горячее поверхности нашего Солнца.
Так же вы можете прочитать:
- Роскосмос
- Что скрывает Антарктида
- Где все?
Если вам понравилась статья, поставьте лайк и подпишитесь на раздел. Это поможет в развитии сайта. Спасибо!
Больше интересных статей здесь: Звезды.
Источник статьи: Нейронные Звёзды, смерть и возраждение Сверх нового.