Нейтронні зірки
Нейтронні зірки виникають внаслідок катастрофічного завершення життя масивних зірок, які вичерпали своє ядерне паливо. У цій космічній події ядро зірки — найбільш внутрішня частина — підпорядковується гравітації, зливаючи протони і електрони в нейтрони через надзвичайно потужний колапс. Коли маса ядра коливається між приблизно 1 і 3 масами нашого Сонця, новоутворені нейтрони можуть зупиняти цей гравітаційний спад, в результаті чого виникають щільні залишки, які ми називаємо нейтронними зірками. Тим часом зірки з більшою масою невблаганно колапсують в чорні діри з зірковими масштабами.
Ця драматична трансформація призводить до виникнення найщільніших відомих об’єктів у Всесвіті — об’єкта, маса якого еквівалентна масі Сонця, стиснутого приблизно до розміру міського блоку. Ці зіркові залишки мають діаметр близько 20 кілометрів (12,5 миль), і, що примітно, лише кубик цукру з матеріалу нейтронної зірки важив би неймовірні 1 трильйон кілограмів (або 1 мільярд тонн) на нашій планеті — подібно до ваги величезної гори.
О once birthed from stars, нейтронні зірки населяють ті ж місця по нашій галактиці. Подібно до самих зірок, ці загадкові об’єкти можуть існувати в самоті або в складі двійкових систем разом з супутньою зіркою.
Багато самотніх нейтронних зірок залишаються важкодоступними для виявлення через обмежене випромінювання. Проте, в певних умовах, вони стають помітними. Декілька нейтронних зірок були ідентифіковані в залишках наднових, тихо випромінюючи рентгенівські промені. Однак більш поширеним є сценарій, коли нейтронні зірки перебувають у запаморочливому стані, обертаючись з інтенсивними магнітними полями, класифікуються як пульсари або магнетари. У двійкових системах деякі нейтронні зірки поглинають матеріал від своїх супутників, випромінюючи електромагнітне випромінювання, яке підживлюється гравітаційним потенціалом акреційної маси. Нижче ми розглянемо дві основні класифікації активних нейтронних зірок — пульсари і магнетари.
Пульсари
Більшість нейтронних зірок, що їх виявляють астрономи, є пульсарами. Ці об’єкти, які є обертовими нейтронними зірками, демонструють періодичні спалахи випромінювання, які відбуваються з надзвичайно регулярними інтервалами, зазвичай коливаючись від мілісекунд до кількох секунд. Пульсари мають надзвичайно сильні магнітні поля, які спрямовують потоки часток вздовж своїх магнітних полюсів, створюючи потужні промені світла. Через невирівняність магнітного поля з віссю обертання ці промені переміщуються, поки зірка обертається. Коли промінь випадково вирівнюється з нашою перспективою, ми спостерігаємо імпульс — отже, пульсари здаються такими, що миготять, коли їхні промені проходять нашою точкою зору.
Уявіть пульсар як маяк. Уночі маяк випромінює світло, яке ковзає по горизонту. Хоча світло безперервно випромінюється, воно стає видимим лише тоді, коли направлено прямо на спостерігача.
Магнетари
Альтернативна категорія нейтронної зірки — це магнетар. В звичайних нейтронних зірках магнітне поле в трильйони разів сильніше, ніж на Землі; однак магнетари мають магнітні поля, які підсилюють цю інтенсивність ще в 1 000 разів.
У всіх нейтронних зірках кора зірки нерозривно пов’язана з магнітним полем, тому будь-яка невелика зміна в одній матиме наслідки для іншої. Кора зазнає величезного напруження, де навіть крихітні переміщення можуть призвести до вибухових наслідків. Оскільки кора і магнітне поле переплетені, такі вибухи відбиваються через магнітне поле. У магнетарах, які характеризуються своїми величезними магнітними полями, будь-які зміни в корі можуть вивільнити величезну енергію у формі електромагнітного випромінювання. Один особливо примітний магнетар, SGR 1806-20, випустив унікальний спалах, який вивільнив, протягом однієї десятої секунди, більше енергії, ніж наше Сонце випромінювало за останні 100 000 років!
