Что будет, если Солнце станет нейтронной звездой
Туманность Эскимос образовалась в результате смерти звезды типа Солнце. В центре туманности расположен белый карлик
В течение всего нашего существования мы привыкли вращаться вокруг желтого карлика. Мы получаем достаточное количество тепла и света, чтобы комфортно существовать. Но что произойдет, если Солнце станет нейтронной звездой?
Нейтронные звезды считаются одними из самых странных объектов во Вселенной. Такая звезда в ширину охватывает всего 20 км, однако 1 см 3 нейтронной звезды весит 400 млн. тонн! Подобные характеристики обернулись бы для землян огромными проблемами.
Важно изначально понять, что Солнцу не суждено стать нейтронной звездой. Подобные объекты возникают из звезд, которые в 10-20 раз крупнее нашей. Пройдет 5 млрд. лет и Солнце трансформируется в красного гиганта, а затем и в белого карлика.
Этапы эволюции звезды
Но давайте пофантазируем и представим, что произошло чудо – Солнце стало нейтронной звездой. Что ж, это плохая фантазия и нам всем придется готовиться к гибели. Дело в том, что гравитационная сила нейтронной звезды будет в 2 млрд. раз сильнее земной. В кратчайшие сроки наша Земля и остальные планеты Солнечной системы будут притянуты к звезде и уничтожены.
И это не конец. Скорость вращения нейтронной звезды может достигать более 700 оборотов в секунду, а у Солнца – раз на 27 дней. Спустя тысячи лет многие нейтронные звезды замедляются и «тухнут». Но иногда нейтронная звезда оказывается рядом с другой звездой, питается чужой атмосферой и трансформируется в черную дыру. Но и это не самое плохое.
Художественное представление магнетара в скоплении Westerlund 1
Ближайшим пришельцам лучше молиться, чтобы наше нейтронное Солнце не оказалось магнетаром. Это разновидность нейтронной звезды с невероятно мощным магнитным полем (в 1000 раз сильнее обычного).
Кора такой звезды находится под огромным напряжением. В итоге, объект извергается и может сформировать массивную солнечную бурю, которая распространится по всему Млечного Пути. И это не привычная солнечная буря, а событие, которое в триллионы раз сильнее всего, что может произвести Солнце. Так что лучше продолжим существовать возле относительно мирного желтого карлика.
Источник
10 увлекательных фактов о нейтронных звездах
Как и почти все во Вселенной, звезды рождаются, живут своей жизнью, а затем умирают на протяжении миллионов, а иногда и миллиардов лет. Потребовались десятилетия, чтобы исследователи определили и каталогизировали различные типы звезд, как они формируются, и их эволюционную последовательность.
То, как звезда заканчивает свою жизнь, в конечном счете зависит от ее одной характеристики: массы. Если это будет звезда с низкой массой, то она закончится как белый карлик, черная дыра, если это массивная звезда, но все, что находится между ними, коллапсирует в нейтронную звезду.
Таким образом, нейтронная звезда — это в основном остаточное ядро коллапсировавшей звезды. Они маленькие и чрезвычайно массивные. Типичная нейтронная звезда имеет радиус между 10-13, 5 км и массу в диапазоне от 1,4 до 2,16 солнечных масс.
Нейтронные звезды возникают в результате взрыва сверхновой (происходящего на последних этапах жизни звезды), которому способствует гравитационный коллапс, который сжимает звездное ядро так сильно, что оно достигает плотности атомных ядер. Со временем они могут развиваться дальше различными способами.
Здесь мы собрали 15 интересных фактов о нейтронных звездах.
10. Есть три типа нейтронных звезд
По своим уникальным характеристикам нейтронные звезды можно разделить на три подтипа; Рентгеновские пульсары, магнетары и радиопульсары. Радиопульсары или просто пульсары являются наиболее распространенным типом нейтронных звезд, излучающих мощные электромагнитные импульсы. Однако их чрезвычайно сложно обнаружить.
Поскольку пульсары излучают электромагнитное излучение от своих магнитных полюсов, их можно наблюдать только тогда, когда луч излучения направлен на Землю. С Земли этот луч будет выглядеть так, как будто он идет из фиксированной точки в пространстве. Это явление также известно как эффект маяка.
Эти пульсары, если их найти в «особом состоянии», могут дать нам бесценные знания о Вселенной.
Магнитар — это уникальный подтип нейтронной звезды, обладающий чрезвычайно мощными магнитными полями. Хотя другие характеристики, такие как радиус, температура и плотность магнитаров, аналогичны другим нейтронным звездам, они отличаются от других своими сильными магнитными полями и немного более высокой скоростью вращения.
Художественное представление магнетара
Рентгеновские пульсары также известны как пульсары с аккреционным питанием, которые обычно существуют в двойной системе звезд, где нейтронная звезда находится на орбите с другим звездным спутником. Они излучают энергию в рентгеновском спектре.
Подтипы рентгеновских пульсаров включают миллисекундные пульсары (рециркулированные пульсары), низкомассовые рентгеновские бинарные системы, среднемассовые рентгеновские бинарные системы и высокомассовые рентгеновские бинарные системы.
9. Они очень горячие и очень плотные
Температура поверхности почти каждой наблюдаемой нейтронной звезды составляет около 600 000 К, и она еще выше в новообразованных звездах. Для сравнения, Солнце имеет температуру поверхности приблизительно 5 775 K, в то время как Сириус, белый карлик, имеет температуру поверхности 9 940 K.
Нейтронная звезда компактна и настолько плотна, что ложка, полная образца материала звезды, весила бы намного больше миллиарда тонн. Ее плотность сильно варьируется, которая увеличивается с глубиной. Вблизи ядра нейтронная звезда становится плотнее атомного ядра.
Кроме того, их магнитное поле примерно в один квадриллион раз, а гравитационное поле примерно в 200 миллиардов раз сильнее, чем у Земли. Однако, причина их мощного магнитного поля остается загадкой.
8. Ближайшая нейтронная звезда
Художественная концепция «изолированной нейтронной звезды»
Еще в 2007 году группа исследователей обнаружила своеобразный рентгеновский источник в созвездии Малой Медведицы на расстоянии 250-1000 световых лет от Земли, который они позже определили как нейтронную звезду. Возможно, это может быть ближайшая к Земле нейтронная звезда.
Официально обозначенная как 1RXS J141256.0 + 792204, нейтронная звезда получила прозвище Кальвера после антагониста популярного фильма 1960-х годов «Великолепная семерка». В отличие от большинства наблюдаемых звезд, Кальвера принадлежит к редкой группе изолированных нейтронных звезд, у которых нет остатка сверхновой звезды и звезды-компаньона.
7. В Млечном Пути есть около двух тысяч известных пульсаров
Согласно оценкам, основанным на количестве взрывов сверхновых, в нашей галактике Млечный Путь должно присутствовать по меньшей мере 100 миллионов нейтронных звезд. Однако на сегодняшний день астрономы обнаружили лишь менее двух тысяч пульсаров (наиболее распространенный тип нейтронной звезды).
Этот огромный контраст в численности мог быть вызван их возрастом. Нейтронным звездам, как правило, миллиарды лет, что дает им достаточное время для охлаждения. Без необходимой энергии для излучения на разных длинах волн многие пульсары становятся почти невидимыми для наших спутников. Даже молодые пульсары могут остаться незамеченными из-за их узкого поля излучения.
6. Самая быстрая нейтронная звезда вращается со скоростью 716 раз в секунду
Новорожденные нейтронные звезды могут достигать чрезвычайно высокой скорости вращения благодаря сохранению момента импульса. Самая быстрая вращающаяся нейтронная звезда, зарегистрированная на сегодняшний день, это PSR J1748-2446ad, расположенная в созвездии Стрельца, на расстоянии около 18 000 световых лет от Земли.
Далекий пульсар вращается с бешеной скоростью 716 раз в секунду или 43 000 оборотов в минуту. Исследования подтвердили, что звезда имеет массу чуть меньше двух солнечных масс и радиус менее 16 км.
5. Скорость их вращения может увеличиться
В некоторых случаях нейтронная звезда в двойной системе может начать поглощать аккрецированную материю или плазму от своей звезды-компаньона. Этот процесс может значительно увеличить скорость вращения нейтронной звезды, а также может изменить ее форму на сжатый сфероид. Эти изменения вызваны взаимодействием магнитосферы звезды и плазмы.
Хотя этот феномен впервые наблюдался в нескольких рентгеновских пульсарах, таких как Centaurus X-3 и Hercules X-1, в настоящее время он наблюдается и в других подобных пульсарах. С другой стороны, также регистрируется долгосрочное уменьшение периода импульса Centaurus X-3.
4. Нейтронные звезды могут иногда подвергаться «сбоям»
Художественная концепция «звездного землетрясения»
Сбой в астрономических терминах означает внезапное увеличение скорости вращения пульсирующей нейтронной звезды. Считается, что это внезапное увеличение вызвано явлением, известным как звездное землетрясение, — внезапным изменением звездной коры. Однако это научно не доказано. В результате землетрясения экваториальный радиус звезды уменьшается еще больше, и, поскольку момент импульса сохраняется, его скорость увеличивается.
Ряд недавних исследований показали, что уровень энергии, выделяющейся во время звездного землетрясения, будет недостаточным для возникновения сбоя. Вместо этого была выдвинута новая теория, в которой эти сбои могут быть объяснены с помощью возмущений в гипотетическом сверхтекучем ядре пульсара.
3. Может существовать в сложной двойной системе
Большинство наблюдаемых нейтронных звезд существуют в двойной системе, где они либо соединены с белыми карликами, звездами главной последовательности, красными гигантами, либо с другой нейтронной звездой. Исследователи также теоретизировали возможность создания системы нейтронных звезд и черных дыр, которая, в случае ее обнаружения, могла бы стать святым Граалем физики .
Но в 2003 году международная группа радиоастрономов из обсерватории Паркса (Австралия) обнаружила двойную систему с двумя пульсарами, то есть двумя пульсирующими нейтронными звездами в гравитационно связанной системе. Это единственная известная нам двойная система пульсаров. Два пульсара обозначены как PSR J0737-3039A и PSR J0737-3039B.
2. Нейтронные звезды также могут принимать планеты
Художественная концепция системы PSR B1257 + 12
Как и другие, нейтронные звезды могут также принимать планеты и даже иметь четко определенную планетную систему. Теоретически, эти экзопланеты могут быть местными, захваченными или существующими в околоземной форме (планета в двойной системе звезд).
Кроме того, пульсирующая нейтронная звезда в двойной системе может полностью удалить атмосферу своей звезды-компаньона, оставив только голую небесную массу. Эти массы можно интерпретировать либо как планету, либо как звездный объект.
Только две такие планетные системы были подтверждены на сегодняшний день. Первая состоит из трех планет, а именно Полтергейста, Фобетора и Драугра, вращающихся вокруг PSR B1257 + 12. Вторая система содержит только один внесолнечный мир, и она вращается вокруг PSR B1620-26.
1. Столкновение двух нейтронных звезд
17 августа 2017 года около 70 различных обсерваторий по всему миру, включая Virgo и LIGO, обнаружили сигнал гравитационной волны, теперь известный как GW170817. Эта гравитационная волна возникла в течение последних нескольких минут слияния двух нейтронных звезд. Хотя это было не первое обнаруженное открытие, оно считается прорывным открытием в астрономии.
Причина этого заключается в том, что все ранее записанные гравитационные волновые сигналы были вызваны слиянием черных дыр, которые не испускают никакого значительного электромагнитного сигнала. Вскоре после столкновения космический гамма-телескоп Ферми наблюдал короткий гамма-всплеск, обозначенный как GRB 170817A.
Несколько коротких фактов
Hulse-Taylor binary или PSR B1913+16-это пульсар, который вместе с нейтронной звездой образует бинарную звездную систему. После своего открытия в 1972 году он стал первым в истории бинарным пульсаром, который был обнаружен и оказался решающим в изучении гравитационных волн. Это открытие и дальнейший анализ принесли Расселу Алану Халсу и Джозефу Хутону Тейлору-младшему Нобелевскую премию по физике в 1993 году.
Сопоставимый с пределом Чандрасекара (максимальная масса, при которой белый карлик может оставаться стабильным), предел Толмана–Оппенгеймера–Волкофа является верхним потолком массы нейтронной звезды, после чего мертвая звезда далее коллапсирует в черную дыру. Его значение колеблется от 1,5 до 3,0 солнечной массы.
Существование нейтронных звезд было предсказано астрономами Вальтером Бааде и Фрицем Цвицким в 1934 году, более чем за три десятилетия до того, как они были впервые подтверждены.
Великолепная семерка — это имя, данное группе молодых и изолированных нейтронных звезд, которые расположены на расстоянии от 390 до 1630 световых лет и находятся ближе всего к Земле. Первой нейтронной звездой в группе был RX J1856.5-3754, который был открыт в 1992 году, а затем подтвержден в 1996 году.
Остальные шесть звезд в группе: RX J0806.4-4132, RX J0720.4-3125, RBS1556, RBS1223, RX J0420.0-5022 и 1RXS J214303.7 + 065419. Каждый из семи источников рентгеновского излучения обнаружен спутником ROSAT.
Источник
Что Произойдет, Если Наше Солнце Станет Нейтронной Звездой?
Звезды, масса которых, в несколько раз превышает массу нашего Солнца, выгорают за значительно небольшой промежуток времени – несколько миллионов лет, завершая свой жизненный цикл огромным взрывом, именуемым как взрыв сверхновой звезды.
Взрыв сопровождает необычайно яркая вспышка и в пространство выбрасывается колоссальное количество энергии, огромное количество плазмы, нейтрино и других элементов. Все это движется с огромной скоростью, уносясь все дальше и дальше от того, что когда-то было звездой, но что-то все-таки осталось позади этого уносящегося потока.
✔ Так что это за остаток, оставшийся после взрыва звезды?
✔ Что могло произойти, если бы этим объектом, оставшимся после взрыва, было наше Солнце?
Нейтронная звезда – один из самых необычных объектов в нашей Вселенной. Размеры звезды довольно странные и скромные по космическим меркам — радиус составляет порядка 10-20 км. Получается, что размеры этой звезды не превышают размеров небольшого города.
Но не только своими размерами примечательна нейтронная звезда, особый интерес представляет плотность этой маленькой звезды. На один кубический сантиметр этой крохотной звезды может приходиться до 400 миллионов тонн веса.
Давайте разбираться. Наука говорит, что наше Солнце никогда не сможет стать нейтронной звездой. По какой причине это не сможет произойти?
Дело в том, что нейтронные звезды появляются от звезды, масса которой до взрыва сверхновой лежала в интервале от 10-40 солнечных масс. Эволюция нашего Солнца предопределена, сперва наступит стадия красного гиганта, затем стадия белого карлика, который будет напоминать нейтронную звезду, только размеры будут намного больше, а плотность звезды будет меньше.
Если вдруг наше Солнце станет нейтронной звездой, то это будет представлять большую опасность для всех планет Солнечной системы.
Все дело в гравитации. Оказываемое гравитационное влияние нейтронной звезды в два миллиарда раз больше гравитации Земли. В результате мощнейшей гравитационной силы нейтронной звезды все планеты Солнечной системы будут притянуты к звезде и уничтожены.
Еще одна интересная особенность у нейтронных звезд — это вращение. Скорость вращения нейтронных звезд может достигать сотен оборотов в секунду, это невероятно быстро, ведь наше Солнце совершает один оборот каждые 27 дней. Занимательно, но звезда может совершать вращение в пространстве со скоростью, которая равна 1/5 скорости света. Спустя несколько тысяч лет большинство нейтронных звезд замедляют свое вращение и угасают. Однако, это не всегда так.
Бывают случаи встреч нейтронных звезд с другими звездами. В этом случае, нейтронная звезда начинает свое вращение около полноценной звезды и начинает откармливать на убой свою атмосферу. В конечном итоге нейтронная звезда захватывает достаточное количество вещества, достигает предельной массы и коллапсирует в черную дыру.
В 1967 году астрофизиками была обнаружена нейтронная звезда, которая была похожа на мерцающую звезду, следующую определенному ритму. Эту разновидность нейтронных звезд классифицировали как пульсар.
Однако будем рассчитывать на то, что нейтронная звезда никак не Магнетар. Магнетар является очень редким и наиболее мощным видом нейтронной звезды. Хотя магнитное поле нейтронной звезды способно быть очень мощным, но магнитное поле магнетара просто впечатляет, оно в 1000 раз сильнее.
Оболочка данной звезды находится под колоссальным напряжением. Особенность магнетаров заключается в том, что они могут испытывать звездотрясения. Звездотрясения происходят при появлении трещин на оболочке звезды. При звездострясении выбрасывается невероятное количество энергии. Одно из таких звездотрясений создало столько энергии, сколько создает наше Солнце за 100 000 лет.
Безусловно, это может звучать очень круто, но по-настоящему, это очень пугает.
Если оболочка звезды треснет, то мощный выброс энергии заставит магнитное поле среагировать, создав тем самым массивную звездную бурю, которая будет странствовать по всей галактике.
И это будет не просто звездная буря. А нечто более сильное, что в триллионы раз сильнее, нежели то, что может выработать наше Солнце.
Возможно Вас заинтересует:
Спасибо за чтение!
Понравилась статья? Поставьте палец вверх и подпишитесь на канал чтобы поддержать его.
Источник