html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

FAQ: Недра нейтронных звезд

7 фактов о самой плотной части уникальных астрономических объектов

Нейтронные звезды – это уникальные объекты, и многие считают, что самое интересное, что в них есть – это их недра. Иногда спрашивают, зачем вообще нужна астрономия, в чем её «народно-хозяйственное» значение? Основной ответ состоит в том, что астрономические объекты дают нам уникальный шанс исследовать вещество в экстремальных условиях, которые на Земле недоступны. А это всегда важно, поскольку если мы строим какую-то большую теорию, с совершенно понятным народно-хозяйственным выходом, например, электродинамику, мы хотим построить теорию, которая работала бы во всех параметрах.

1

Если мы хотим изучать очень сильные токи или очень сильные магнитные поля, нам нужно проверять предсказание теории, и единственный объект, где это можно делать, — нейтронные звезды. Так, если мы хотим иметь хорошую теорию гравитации, например, чтобы спутники по Солнечной системе летали так, как нам необходимо – нам надо в целом проверять эту теорию гравитации, искать какие-то экстремальные объекты, это будут тоже нейтронные звезды или черные дыры. Это же верно и для ядерной физики. Мы хотим знать, как взаимодействуют друг с другом протоны, нейтроны и другие частицы, как они превращаются друг в друга, при каких условиях. В том числе, как ведет себя вещество при очень высокой плотности.

С.Б. Попов. Зачем нужна астрономия?, Русский репортер, 05 июня 2008

С.Б. Попов. Лаборатория уходит в небо, Русский репортер, 06 ноября 2008

2

На Земле самой высокой плотностью обладает атомное ядро. Мы все помним, что атомы является эфемерные образования, поскольку сам он большой только за счет того, что электроны крутятся вокруг ядра, вся масса сидит в маленьком ядрышке. Заставить ядро сжаться еще сильнее в земных условиях – очень трудно, потому что мы сталкиваемся с сильным ядерным взаимодействием, с которым очень тяжело бороться. Единственный способ на земле поджать ядро – это разогнать и столкнуть на ускорителе два ядра. Но при этом получится горячее вещество. Ядра, летят с огромной энергией, и в момент столкновения энергия выделяется, и получается облако горячей плазмы. Для каких-то приложений это хорошо, но для изучения того, как ведет себя холодное плотное вещество – плохо, потому что получить его таким образом невозможно. И единственное место, где можно косвенно изучать вещество при высокой плотности, – это недра нейтронных звезд.

В.С. Бескин Радиопульсары

3

Оценки показывают, что в центре нейтронной звезды плотность может быть в десять раз больше, чем у атомного ядра. И там могут происходить очень интересные превращения. Во-первых, вещество на Земле состоит из протонов и нейтронов, соотношение которых примерно поровну. Но если мы начинаем сжимать вещество, то нейтронов становится больше. В некоторых моделях, в центральных частях нейтронных звезд нейтронов действительно больше в 9 раз, чем протонов. Именно поэтому нейтронные звезды и имеют такое название. Но могут происходить и другие превращения, когда может быть выгодным окажется превращение нейтронов и протонов в другие частицы. Существуют модели, где возникают такие гиперонные звезды, есть сценарии, где в центральных частях нейтронных звезд возникают конденсаты других частиц, например, пионов.

А.Ю. Потехин. Физика нейтронных звёзд

4

Есть еще более экзотические модели — модели кварковых, или странных, звезд. Мы помним, что протоны и нейтроны состоят из трех маленьких частиц — кварков, которые обладают интересной особенностью. Мы не можем получить отдельный кварк вот здесь, и как-то его начать изучать. Если мы, например, пытаемся взять кварк из протона или какой-то другой частицы, то мы затрачиваем так много энергии, что, выдернув кварк, этой энергии хватит, чтобы родить еще один кварк, и получится снова частица, состоящая из двух кварков. А если есть недра компактной звезды, то из-за большой гравитации создастся такая высокая плотность, что кварки станут свободными в этой области, и вещество будет состоять уже не из протонов, нейтронов, гиперонов, а именно из свободных кварков, некой кварковой плазмы. И единственное место, где действительно это можно достаточно надежно изучать, — это недра нейтронных звезд.

5

Проблема в том, что, во-первых, нейтронные звезды находятся далеко. А во-вторых, если это их недра, то нам нужно, наблюдая поверхности, процессы снаружи нейтронной звезды, понять, как она устроена внутри. И здесь возникает такая типичная астрономическая задача, когда эксперимент невозможен, а можно лишь только наблюдать. Например, можно наблюдать остывающие нейтронные звезды. Нейтронные звезды рождаются горячими, с температурой поверхности в несколько миллионов градусов. Однако за несколько лет наблюдений за остывающими нейтронными звездами, мы можем видеть, как температура падает. И это дает нам информацию, что происходит внутри, потому что нейтронная звезда, как ни странно, остывает изнутри. Мы же привыкли, что тела остывают снаружи, и горячий объект снаружи он холоднее, чем в центре. У нейтронных звезд ситуация иная: такие звезды все равно в центре горячее, но энергия извергается не фотонами на поверхность, а уносится нейтрино прямо из недр. Нейтронная звезда прозрачна для нейтрино, и поэтому остывание происходит из недр. Тепло течет во внутрь и оттуда испускается в виде нейтрино. Поэтому наблюдая температуру поверхности, мы наблюдаем косвенно информацию о том, что происходит в центре. И действительно, кварковые звезды должны остывать не так, как звезды, состоящие из протонов и нейтронов.

6

Существует другой способ узнать, что находится в недрах нейтронной звезды. Представим, что у нас есть нейтронная звезда, и мы начинаем потихонечку кидать в нее вещество. Масса ее растет, и в конце концов она схлопывается в черную дыру. В этот момент мы узнаем, как долго вещество может выдерживать давление перед тем как превратиться в черную дыру. Другими словами узнаем, при какой центральной плотности происходит этот коллапс. Это тоже нам очень много скажет о том, как взаимодействуют друг с другом частицы при высокой плотности, когда наконец их давление уже не хватит для того, чтобы удержать звезду от коллапса.

Д.Г. Яковлев и др. Остывание нейтронных звезд и сверхтекучесть в их ядрах

7

В ближайшие годы, когда заработают усовершенствованные установки для наблюдения гравитационных волн, то наблюдая слияние нейтронных звезд, мы можем узнать, что происходит у них в недрах, потому что если здесь нам ядра приходится самим разгонять и сталкивать, то там у нас будет естественный эксперимент по сталкиванию двух нейтронных звезд, и именно по гравитационно-волновому сигналу мы сможем установить, с какой-то степенью точности, как у нейтронных звезд устроено вещество внутри.

Л.П. Грищук и др. Гравитационно-волновая астрономия: в ожидании первого зарегистрированного источника

Сергей Попов

доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ГАИШ МГУ

Все материалы автора

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с postnauka.ru

6

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • ivarrr
          • домен postnauka.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции