ნეიტრონული ვარსკვლავების არსებობის ჰიპოთეზა წამოაყენეს ასტრონომებმა W. Baade-მ და F. Zwicky-მა ნეიტრონის აღმოჩენისთანავე 1932 წელს. მაგრამ ეს ჰიპოთეზა დადასტურდა დაკვირვებებით მხოლოდ 1967 წელს პულსარების აღმოჩენის შემდეგ.

ნეიტრონული ვარსკვლავები წარმოიქმნება ჩვეულებრივი ვარსკვლავების გრავიტაციული კოლაფსის შედეგად, რომელთა მასა მზეზე რამდენჯერმე აღემატება. ნეიტრონული ვარსკვლავის სიმკვრივე ახლოსაა სიმკვრივესთან ატომის ბირთვი, ე.ი. 100 მილიონი ჯერ აღემატება ჩვეულებრივი ნივთიერების სიმკვრივეს. ამიტომ, თავისი უზარმაზარი მასით, ნეიტრონულ ვარსკვლავს აქვს რადიუსი მხოლოდ დაახლ. 10 კმ.

ნეიტრონული ვარსკვლავის მცირე რადიუსის გამო, მის ზედაპირზე მიზიდულობის ძალა უკიდურესად მაღალია: დაახლოებით 100 მილიარდჯერ მეტი ვიდრე დედამიწაზე. ეს ვარსკვლავი იშლება მკვრივი ნეიტრონული მატერიის „დეგენერაციული წნევით“, რომელიც არ არის დამოკიდებული მის ტემპერატურაზე. თუმცა, თუ ნეიტრონული ვარსკვლავის მასა დაახლოებით 2 მზის მასაზე მეტი გახდება, მაშინ გრავიტაცია გადააჭარბებს ამ წნევას და ვარსკვლავი ვერ გაუძლებს კოლაფსს.

ნეიტრონულ ვარსკვლავებს აქვთ ძალიან ძლიერი მაგნიტური ველი, რომელიც აღწევს 10 12 -10 13 გაუსს ზედაპირზე (შედარებისთვის: დედამიწას აქვს დაახლოებით 1 გაუსი). ასოცირებულია ნეიტრონულ ვარსკვლავებთან ციური ობიექტებიორი განსხვავებული ტიპი.

პულსრები

(რადიო პულსარები). ეს ობიექტები მკაცრად რეგულარულად ასხივებენ რადიოტალღების იმპულსებს. გამოსხივების მექანიზმი ბოლომდე გასაგები არ არის, მაგრამ ითვლება, რომ მბრუნავი ნეიტრონული ვარსკვლავი ასხივებს რადიო სხივს მის მაგნიტურ ველთან დაკავშირებული მიმართულებით, რომლის სიმეტრიის ღერძი არ ემთხვევა ვარსკვლავის ბრუნვის ღერძს. მაშასადამე, როტაცია იწვევს დედამიწაზე პერიოდულად გაგზავნილი რადიო სხივის ბრუნვას.

რენტგენი ორმაგდება.

პულსირებადი რენტგენის წყაროები ასევე დაკავშირებულია ნეიტრონულ ვარსკვლავებთან, რომლებიც ორობითი სისტემის ნაწილია მასიური ნორმალური ვარსკვლავით. ასეთ სისტემებში ნორმალური ვარსკვლავის ზედაპირიდან გაზი ეცემა ნეიტრონულ ვარსკვლავს და აჩქარებს დიდი სიჩქარე. ნეიტრონული ვარსკვლავის ზედაპირთან შეჯახებისას გაზი გამოყოფს დასვენების ენერგიის 10-30%-ს, მაშინ როცა ბირთვული რეაქციებიეს მაჩვენებელი 1%-საც კი არ აღწევს. მაღალ ტემპერატურაზე გაცხელებული ნეიტრონული ვარსკვლავის ზედაპირი წყარო ხდება რენტგენის გამოსხივება. თუმცა, გაზის დაცემა არ ხდება ერთნაირად მთელ ზედაპირზე: ნეიტრონული ვარსკვლავის ძლიერი მაგნიტური ველი იჭერს მოხვედრილ იონიზებულ გაზს და მიმართავს მას. მაგნიტური ბოძები, სადაც ის ეცემა, როგორც ძაბრში. ამიტომ ძლიერად თბება მხოლოდ პოლუსების უბნები, რომლებიც მბრუნავ ვარსკვლავზე ხდება რენტგენის იმპულსების წყარო. ასეთი ვარსკვლავიდან რადიო პულსები აღარ მოდის, რადგან რადიოტალღები შეიწოვება მის გარშემო მყოფ გაზში.

ნაერთი.

ნეიტრონული ვარსკვლავის სიმკვრივე იზრდება სიღრმესთან ერთად. მხოლოდ რამდენიმე სანტიმეტრის სისქის ატმოსფეროს ფენის ქვეშ არის თხევადი ლითონის გარსი რამდენიმე მეტრის სისქის, ხოლო ქვემოთ - მყარი ქერქის კილომეტრის სისქის. ქერქის ნივთიერება წააგავს ჩვეულებრივ ლითონს, მაგრამ გაცილებით მკვრივია. ქერქის გარე ნაწილში ძირითადად რკინაა; მის შემადგენლობაში არსებული ნეიტრონების ფრაქცია სიღრმესთან ერთად იზრდება. სადაც სიმკვრივე აღწევს დაახლ. 4Ch 10 11 გ/სმ 3, ნეიტრონების პროპორცია იმდენად იზრდება, რომ ზოგიერთი მათგანი აღარ არის ბირთვების ნაწილი, მაგრამ ქმნის უწყვეტ გარემოს. იქ ნივთიერება ნეიტრონებისა და ელექტრონების „ზღვას“ ჰგავს, რომელშიც ატომების ბირთვები იკვეთება. და სიმკვრივით დაახლ. 2× 10 14 გ/სმ 3 (ატომის ბირთვის სიმკვრივე), ცალკეული ბირთვები საერთოდ ქრება და რჩება უწყვეტი ნეიტრონული „თხევადი“ პროტონებისა და ელექტრონების შერევით. სავარაუდოდ, ნეიტრონები და პროტონები ამ შემთხვევაში იქცევიან როგორც ზესთხევადი სითხე, თხევადი ჰელიუმის და ზეგამტარი ლითონების მსგავსი ხმელეთის ლაბორატორიებში.

ნეიტრონული ვარსკვლავი
ნეიტრონული ვარსკვლავი

ნეიტრონული ვარსკვლავი - სუპერმკვრივი ვარსკვლავი წარმოიქმნა სუპერნოვას აფეთქების შედეგად. ნეიტრონული ვარსკვლავის ნივთიერება ძირითადად ნეიტრონებისაგან შედგება.
ნეიტრონულ ვარსკვლავს აქვს ბირთვული სიმკვრივე (10 14 -10 15 გ/სმ 3) და ტიპიური რადიუსი 10-20 კმ. ნეიტრონული ვარსკვლავის შემდგომი გრავიტაციული შეკუმშვა ხელს უშლის ბირთვული ნივთიერების ზეწოლას, რომელიც წარმოიქმნება ნეიტრონების ურთიერთქმედების გამო. გადაგვარებული ბევრად უფრო მკვრივი ნეიტრონული აირის ამ წნევას შეუძლია შეინარჩუნოს მასები 3 მ-მდე გრავიტაციული კოლაფსისგან. ამრიგად, ნეიტრონული ვარსკვლავის მასა მერყეობს (1,4-3)M ფარგლებში.

ბრინჯი. 1. ნეიტრონული ვარსკვლავის ჯვარი კვეთა, რომლის მასა 1,5 მ და რადიუსი R = 16 კმ. სიმკვრივე ρ მოცემულია გ/სმ 3-ში ვარსკვლავის სხვადასხვა ნაწილში.

სუპერნოვას დაშლის დროს წარმოქმნილი ნეიტრინოები სწრაფად აცივებენ ნეიტრონულ ვარსკვლავს. მისი ტემპერატურა სავარაუდოდ დაეცემა 10 11-დან 10 9 K-მდე დაახლოებით 100 წამში. გარდა ამისა, გაგრილების სიჩქარე მცირდება. თუმცა, ის მაღალია კოსმოსური მასშტაბით. ტემპერატურის კლება 10 9-დან 10 8 K-მდე ხდება 100 წელიწადში, ხოლო 10 6 K-მდე მილიონ წელიწადში.
ცნობილია ≈ 1200 ობიექტი, რომელიც ეკუთვნის ნეიტრონული ვარსკვლავები. მათგან დაახლოებით 1000 მდებარეობს ჩვენს გალაქტიკაში. ნეიტრონული ვარსკვლავის სტრუქტურა, რომლის მასა 1,5 მ და რადიუსია 16 კმ, ნაჩვენებია ნახ. 1: I არის მჭიდროდ შეფუთული ატომების თხელი გარე ფენა. რეგიონი II არის ბროლის გისოსიატომის ბირთვები და დეგენერირებული ელექტრონები. III რეგიონი არის ატომური ბირთვების მყარი ფენა, რომელიც გადაჭარბებულია ნეიტრონებით. IV - თხევადი ბირთვი, რომელიც შედგება ძირითადად დეგენერირებული ნეიტრონებისაგან. რეგიონი V ქმნის ნეიტრონული ვარსკვლავის ჰადრონულ ბირთვს. ის, გარდა ნუკლეონებისა, შეიძლება შეიცავდეს პიონებსა და ჰიპერონებს. ნეიტრონული ვარსკვლავის ამ ნაწილში შესაძლებელია ნეიტრონული სითხის გადატანა მყარად. კრისტალური მდგომარეობა, პიონის კონდენსატის გამოჩენა, კვარკ-გლუონის და ჰიპერონის პლაზმის წარმოქმნა. ნეიტრონული ვარსკვლავის სტრუქტურის ცალკეული დეტალები ამჟამად ზუსტდება.
ძნელია ნეიტრონული ვარსკვლავების აღმოჩენა ოპტიკური მეთოდებით მათი მცირე ზომისა და დაბალი სიკაშკაშის გამო. 1967 წელს ე. ჰიუში და ჯ. ბელი ( კემბრიჯის უნივერსიტეტი) გაიხსნა კოსმოსური წყაროებიპერიოდული რადიოემისია - პულსარები. პულსარების რადიო პულსების გამეორების პერიოდები მკაცრად მუდმივია და პულსარების უმეტესობისთვის 10-2-დან რამდენიმე წამამდე მერყეობს. პულსრები ტრიალებს ნეიტრონულ ვარსკვლავებს. მხოლოდ ნეიტრონული ვარსკვლავების თვისებების მქონე კომპაქტურ ობიექტებს შეუძლიათ შეინარჩუნონ ფორმა ასეთი ბრუნვის სიჩქარით დაშლის გარეშე. კუთხური იმპულსის კონსერვაცია და მაგნიტური ველისუპერნოვას დაშლისა და ნეიტრონული ვარსკვლავის წარმოქმნის დროს, ეს იწვევს სწრაფად მბრუნავი პულსარების დაბადებას ძალიან ძლიერი მაგნიტური ველით 10 10 – 10 14 გ. მაგნიტური ველი ბრუნავს ნეიტრონულ ვარსკვლავთან, თუმცა ამ ველის ღერძი არ ემთხვევა ვარსკვლავის ბრუნვის ღერძს. ასეთი ბრუნვით ვარსკვლავის რადიო გამოსხივება დედამიწაზე შუქურის სხივივით სრიალებს. ყოველ ჯერზე, როცა სხივი გადაკვეთს დედამიწას და ურტყამს დედამიწაზე დამკვირვებელს, რადიოტელესკოპი აღმოაჩენს რადიო გამოსხივების მოკლე პულსს. მისი განმეორების სიხშირე შეესაბამება ნეიტრონული ვარსკვლავის ბრუნვის პერიოდს. ნეიტრონული ვარსკვლავის გამოსხივება ხდება იმის გამო, რომ ვარსკვლავის ზედაპირიდან დამუხტული ნაწილაკები (ელექტრონები) მოძრაობენ გარედან მაგნიტური ველის ხაზების გასწვრივ, ასხივებენ ელექტრომაგნიტურ ტალღებს. ეს არის პულსარის რადიო გამოსხივების მექანიზმი, რომელიც პირველად შემოგვთავაზა

მოსკოვი, 28 აგვისტო – რია ნოვოსტი.მეცნიერებმა აღმოაჩინეს რეკორდული მძიმე ნეიტრონული ვარსკვლავი, რომელსაც მზეზე ორჯერ აღემატება, რაც აიძულებს მათ გადახედონ რამდენიმე თეორიას, კერძოდ, თეორიას, რომლის მიხედვითაც, ნეიტრონული ვარსკვლავების ზემკვრივი მატერიის შიგნით შესაძლოა „თავისუფალი“ კვარკები არსებობდნენ. ჟურნალ Nature-ში ხუთშაბათს გამოქვეყნებული სტატიის მიხედვით.

ნეიტრონული ვარსკვლავი არის სუპერნოვას აფეთქების შემდეგ დარჩენილი ვარსკვლავის "ცხედარი". მისი ზომა არ აღემატება ზომას დაბათუმცა, მატერიის სიმკვრივე 10-15-ჯერ აღემატება ატომის ბირთვის სიმკვრივეს - ნეიტრონული ვარსკვლავის მატერიის "მწიკვი" 500 მილიონ ტონაზე მეტს იწონის.

გრავიტაცია ელექტრონებს პროტონებად „აჭერს“ და აქცევს მათ ნეიტრონად, რის გამოც ნეიტრონულ ვარსკვლავებს სახელი მიიღეს. ბოლო დრომდე მეცნიერებს სჯეროდათ, რომ ნეიტრონული ვარსკვლავის მასა არ შეიძლება აღემატებოდეს ორ მზის მასას, რადგან სხვაგვარად გრავიტაცია ვარსკვლავს შავ ხვრელში "დააქცევს". ნეიტრონული ვარსკვლავების შინაგანი მდგომარეობა დიდწილად საიდუმლოა. მაგალითად, "თავისუფალი" კვარკების არსებობა და სხვა ელემენტარული ნაწილაკები, როგორიცაა K-მეზონები და ჰიპერონები ცენტრალური რეგიონებინეიტრონული ვარსკვლავი.

კვლევის ავტორებმა, ამერიკელმა მეცნიერთა ჯგუფმა, პოლ დემორესტის ხელმძღვანელობით, ეროვნული რადიო ობსერვატორიიდან შეისწავლა ორმაგი ვარსკვლავი J1614-2230 არის სამი ათასი სინათლის წლის მანძილზე დედამიწიდან, რომლის ერთ-ერთი კომპონენტია ნეიტრონული ვარსკვლავი, მეორე კი თეთრი ჯუჯა.

ამავდროულად, ნეიტრონული ვარსკვლავი არის პულსარი, ანუ ვარსკვლავი, რომელიც ასხივებს ვიწრო მიმართულ რადიოემისიის ნაკადებს; ვარსკვლავის ბრუნვის შედეგად, რადიაციული ნაკადი შეიძლება დაიჭიროს დედამიწის ზედაპირიდან რადიოტელესკოპების გამოყენებით სხვადასხვა დროს. დროის ინტერვალები.

თეთრი ჯუჯა და ნეიტრონული ვარსკვლავი ბრუნავენ ერთმანეთთან შედარებით. თუმცა, ნეიტრონული ვარსკვლავის ცენტრიდან რადიოსიგნალის სიჩქარეზე მოქმედებს თეთრი ჯუჯის გრავიტაცია, ის „ანელებს“ მას. მეცნიერებს, რომლებიც გაზომავენ დედამიწაზე რადიოსიგნალების ჩამოსვლის დროს, შეუძლიათ მაღალი სიზუსტით განსაზღვრონ სიგნალის შეფერხებაზე „პასუხისმგებელი“ ობიექტის მასა.

"ჩვენ ძალიან გაგვიმართლა ამ სისტემაში. სწრაფად მოძრავი პულსარი გვაძლევს სიგნალს, რომელიც მოდის ორბიტიდან, რომელიც მშვენივრად მდებარეობს. უფრო მეტიც, ჩვენი თეთრი ჯუჯასაკმაოდ დიდი ამ ტიპის ვარსკვლავებისთვის. ეს უნიკალური კომბინაცია შესაძლებელს ხდის შაპიროს ეფექტის (სიგნალის გრავიტაციული შეფერხების) სრულად გამოყენებას და ამარტივებს გაზომვებს“, - ამბობს თანაავტორი სკოტ რენსომი.

ბინარული სისტემა J1614-2230 განლაგებულია ისე, რომ მისი დაკვირვება შესაძლებელია თითქმის კიდეზე, ანუ ორბიტის სიბრტყეში. ეს აადვილებს მისი შემადგენელი ვარსკვლავების მასების ზუსტად გაზომვას.

შედეგად, პულსარის მასა უდრიდა 1,97 მზის მასას, რაც რეკორდი იყო ნეიტრონული ვარსკვლავებისთვის.

„მასების ეს გაზომვები გვეუბნება, რომ თუ ნეიტრონული ვარსკვლავის ბირთვში საერთოდ არის კვარკები, ისინი არ შეიძლება იყვნენ „თავისუფალი“, მაგრამ, სავარაუდოდ, ისინი ერთმანეთთან უფრო ძლიერად უნდა იმოქმედონ, ვიდრე „ჩვეულებრივ“ ატომურ ბირთვებში“, განმარტავს. ასტროფიზიკოსთა ჯგუფის ლიდერი, რომელიც ამ საკითხს ეხება, ფერიალ ოზელი (Feryal Ozel) არიზონას უნივერსიტეტიდან.

„მიკვირს, რომ რაღაც ისეთი მარტივი, როგორიც არის ნეიტრონული ვარსკვლავის მასა, ამდენი რამის თქმა შეუძლია სხვადასხვა სფეროებშიფიზიკა და ასტრონომია“, - ამბობს რენსომი.

ასტროფიზიკოსი სერგეი პოპოვი სახელმწიფოდან ასტრონომიული ინსტიტუტისახელად შტერნბერგი აღნიშნავს, რომ ნეიტრონული ვარსკვლავების შესწავლას შეუძლია არსებითი ინფორმაციამატერიის სტრუქტურის შესახებ.

"მიწის ლაბორატორიებში შეუძლებელია მატერიის შესწავლა ბირთვულზე ბევრად მაღალი სიმკვრივით. და ეს ძალიან მნიშვნელოვანია იმის გასაგებად, თუ როგორ მუშაობს სამყარო. საბედნიეროდ, ეს მკვრივი მატერიანაპოვნია ნეიტრონული ვარსკვლავების ინტერიერში. ამ ნივთიერების თვისებების დასადგენად ძალიან მნიშვნელოვანია გავარკვიოთ, თუ რა შემზღუდველი მასა შეიძლება ჰქონდეს ნეიტრონულ ვარსკვლავს და არ გადაიქცეს შავ ხვრელად“, - განუცხადა პოპოვმა რია ნოვოსტის.

შესავალი

კაცობრიობა თავისი ისტორიის მანძილზე არ წყვეტს სამყაროს გაგების მცდელობას. სამყაროს უწოდებენ ყველაფრის მთლიანობას, რაც არსებობს, ამ ნაწილაკებს შორის სივრცის ყველა მატერიალურ ნაწილაკს. ავტორი თანამედროვე იდეებისამყარო დაახლოებით 14 მილიარდი წლისაა.

სამყაროს ხილული ნაწილის ზომა არის დაახლოებით 14 მილიარდი სინათლის წელი (ერთი სინათლის წელი არის მანძილი, რომელსაც სინათლე ვაკუუმში გადის ერთ წელიწადში). ზოგიერთი მეცნიერის აზრით, სამყაროს სიგრძე 90 მილიარდი სინათლის წელია. იმისათვის, რომ მოსახერხებელი იყოს ასეთ უზარმაზარ დისტანციებზე მუშაობა, გამოიყენება მნიშვნელობა სახელად Parsec. პარსეკი არის მანძილი, საიდანაც საშუალო რადიუსიდედამიწის ორბიტა, მხედველობის ხაზის პერპენდიკულარულად, ჩანს ერთი რკალის წამის კუთხით. 1 პარსეკი = 3,2616 სინათლის წელი.

სამყაროში უამრავი სხვადასხვა ობიექტია, რომელთა სახელები ბევრისთვის ცნობილია, როგორიცაა პლანეტები და თანამგზავრები, ვარსკვლავები, შავი ხვრელები და ა.შ. ვარსკვლავები ძალიან მრავალფეროვანია მათი სიკაშკაშით, ზომით, ტემპერატურით და სხვა პარამეტრებით. . ვარსკვლავებში შედის ისეთი ობიექტები, როგორიცაა თეთრი ჯუჯები, ნეიტრონული ვარსკვლავები, გიგანტები და სუპერგიგანტები, კვაზარები და პულსარები. განსაკუთრებით საინტერესოა გალაქტიკების ცენტრები. თანამედროვე კონცეფციების მიხედვით, შავი ხვრელი შესაფერისია გალაქტიკის ცენტრში მდებარე ობიექტის როლისთვის. შავი ხვრელები ვარსკვლავების ევოლუციის პროდუქტებია, რომლებიც უნიკალურია მათი თვისებებით. შავი ხვრელების არსებობის ექსპერიმენტული ვალიდობა დამოკიდებულია ვალიდობაზე ზოგადი თეორიაფარდობითობა.

გალაქტიკების გარდა, სამყარო სავსეა ნისლეულებით (ვარსკვლავთშორისი ღრუბლები, რომლებიც შედგება მტვრის, აირისა და პლაზმისგან). ფონის გამოსხივება, შეაღწია მთელ სამყაროში და სხვა ნაკლებად შესწავლილ ობიექტებში.

ნეიტრონული ვარსკვლავები

ნეიტრონული ვარსკვლავი -- ასტრონომიული ობიექტი, რომელიც არის ვარსკვლავების ევოლუციის ერთ-ერთი საბოლოო პროდუქტი, რომელიც შედგება ძირითადად ნეიტრონული ბირთვისგან, რომელიც დაფარულია მატერიის შედარებით თხელი (? 1 კმ) ქერქით მძიმე ატომის ბირთვებისა და ელექტრონების სახით. ნეიტრონული ვარსკვლავების მასები შედარებულია მზის მასასთან, მაგრამ ტიპიური რადიუსი მხოლოდ 10-20 კილომეტრია. Ისე საშუალო სიმკვრივეასეთი ვარსკვლავის მატერია რამდენჯერმე აღემატება ატომის ბირთვის სიმკვრივეს (რაც მძიმე ბირთვებისაშუალოდ 2,8*1017 კგ/მ?). ნეიტრონული ვარსკვლავის შემდგომი გრავიტაციული შეკუმშვა ხელს უშლის ბირთვული ნივთიერების ზეწოლას, რომელიც წარმოიქმნება ნეიტრონების ურთიერთქმედების გამო.

ბევრ ნეიტრონულ ვარსკვლავს აქვს უკიდურესად მაღალი ბრუნვის სიჩქარე, წამში ათას ბრუნამდე. ითვლება, რომ ნეიტრონული ვარსკვლავები სუპერნოვას აფეთქებების დროს იბადებიან.

ნეიტრონულ ვარსკვლავებში გრავიტაციული ძალები დაბალანსებულია დეგენერირებული ნეიტრონული აირის წნევით, მაქსიმალური ღირებულებანეიტრონული ვარსკვლავის მასა მოცემულია ოპენჰაიმერ-ვოლკოვის ზღვრით, რიცხვითი მნიშვნელობარომელიც დამოკიდებულია ვარსკვლავის ბირთვში მატერიის მდგომარეობის (ჯერ კიდევ ცუდად ცნობილ) განტოლებაზე. არსებობს თეორიული წინაპირობები, რომ მეტი უფრო მაღალი გადიდებასიმკვრივე, შესაძლებელია ნეიტრონული ვარსკვლავების გადაგვარება კვარკ ვარსკვლავებად.

ნეიტრონული ვარსკვლავების ზედაპირზე მაგნიტური ველი აღწევს 1012-1013 გს-ს (Gs-Gauss - მაგნიტური ინდუქციის საზომი ერთეული), სწორედ ნეიტრონული ვარსკვლავების მაგნიტოსფეროებში მიმდინარე პროცესებია პასუხისმგებელი პულსარების რადიო გამოსხივებაზე. . 1990-იანი წლებიდან, ზოგიერთი ნეიტრონული ვარსკვლავი იდენტიფიცირებულია, როგორც მაგნიტარები, ვარსკვლავები მაგნიტური ველებით 1014 გაუსის რიგის და უფრო მაღალი. ასეთი ველები (აღემატება 4,414 1013 გ-ის „კრიტიკულ“ მნიშვნელობას, რომლებშიც ელექტრონის ურთიერთქმედების ენერგია მაგნიტურ ველთან აღემატება მის დასვენების ენერგიას) ხარისხობრივად მოაქვს. ახალი ფიზიკამას შემდეგ, რაც კონკრეტული რელატივისტური ეფექტები მნიშვნელოვანი ხდება, პოლარიზაცია ფიზიკური ვაკუუმიდა ა.შ.

ნეიტრონული ვარსკვლავების კლასიფიკაცია

ორი ძირითადი პარამეტრი, რომელიც ახასიათებს ნეიტრონული ვარსკვლავების ურთიერთქმედებას მიმდებარე მატერიასთან და, შედეგად, მათი დაკვირვების გამოვლინებები არის ბრუნვის პერიოდი და მაგნიტური ველის სიდიდე. დროთა განმავლობაში, ვარსკვლავი ხარჯავს თავის ბრუნვის ენერგია, და მისი ბრუნვის პერიოდი იზრდება. მაგნიტური ველიც სუსტდება. ამ მიზეზით, ნეიტრონულ ვარსკვლავს შეუძლია შეცვალოს თავისი ტიპი სიცოცხლის განმავლობაში.

ეჟექტორი (რადიო პულსარი) - ძლიერი მაგნიტური ველები და ბრუნვის მცირე პერიოდი. მაგნიტოსფეროს უმარტივეს მოდელში მაგნიტური ველი ბრუნავს მყარად, ანუ იგივე კუთხური სიჩქარით, როგორც თავად ნეიტრონული ვარსკვლავი. გარკვეულ რადიუსზე ხაზის სიჩქარეველის ბრუნვა უახლოვდება სინათლის სიჩქარეს. ამ რადიუსს სინათლის ცილინდრის რადიუსი ეწოდება. ამ რადიუსის მიღმა, ჩვეულებრივი დიპოლური ველი ვერ იარსებებს, ამიტომ ველის სიძლიერის ხაზები იშლება ამ ეტაპზე. დამუხტულ ნაწილაკებს, რომლებიც მოძრაობენ მაგნიტური ველის ხაზების გასწვრივ, შეუძლიათ ნეიტრონული ვარსკვლავი დატოვონ ასეთ კლდეებში და გაფრინდნენ უსასრულობაში. ამ ტიპის ნეიტრონული ვარსკვლავი აფრქვევს (აფრქვევს, უბიძგებს) რელატივისტურ დამუხტულ ნაწილაკებს, რომლებიც ასხივებენ რადიოს დიაპაზონში. დამკვირვებლისთვის ეჟექტორები რადიოპულსარს ჰგავს.

პროპელერი - ბრუნვის სიჩქარე უკვე არასაკმარისია ნაწილაკების განდევნებისთვის, ამიტომ ასეთი ვარსკვლავი არ შეიძლება იყოს რადიოპულსარი. თუმცა, ის ჯერ კიდევ დიდია და ნეიტრონული ვარსკვლავის მიმდებარე მაგნიტური ველის მიერ დაჭერილი მატერია ვერ დაეცემა, ანუ მატერიის აკრეცია არ ხდება. ამ ტიპის ნეიტრონულ ვარსკვლავებს პრაქტიკულად არ აქვთ დაკვირვებადი გამოვლინებები და ცუდად არის შესწავლილი.

აკრეტორი (რენტგენის პულსარი) - ბრუნვის სიჩქარე შემცირებულია იმდენად, რომ ახლა არაფერი უშლის ხელს ნივთიერების ასეთ ნეიტრონულ ვარსკვლავზე დაცემას. პლაზმა, დაცემით, მოძრაობს მაგნიტური ველის ხაზების გასწვრივ და ურტყამს მყარ ზედაპირს ნეიტრონული ვარსკვლავის პოლუსებთან ახლოს, თბება ათობით მილიონ გრადუსამდე. თბება ნივთიერება მაღალი ტემპერატურა, ანათებს რენტგენის დიაპაზონში. ფართობი, რომელშიც მატერია ეჯახება ვარსკვლავის ზედაპირს, ძალიან მცირეა - მხოლოდ დაახლოებით 100 მეტრი. ეს ცხელი წერტილი, ვარსკვლავის ბრუნვის გამო, პერიოდულად ქრება მხედველობიდან, რასაც დამკვირვებელი პულსაციად აღიქვამს. ასეთ ობიექტებს რენტგენის პულსარები ეწოდება.

გეოროტატორი - ასეთი ნეიტრონული ვარსკვლავების ბრუნვის სიჩქარე მცირეა და ხელს არ უშლის აკრეციას. მაგრამ მაგნიტოსფეროს ზომები ისეთია, რომ პლაზმა ჩერდება მაგნიტური ველის მიერ მანამ, სანამ იგი გრავიტაციით დაიპყრო. მსგავსი მექანიზმი მოქმედებს დედამიწის მაგნიტოსფეროში, რის გამოც მოცემული ტიპიდა მიიღო სახელი.

2004 წლის 27 დეკემბერი, გამა სხივების აფეთქება, რომელიც მოვიდა ჩვენთან მზის სისტემა SGR 1806-20-დან (გამოსახულია მხატვრის შეხედულებით). აფეთქება იმდენად ძლიერი იყო, რომ მან გავლენა მოახდინა დედამიწის ატმოსფეროზე 50000 სინათლის წლის მანძილზე.

ნეიტრონული ვარსკვლავი - კოსმოსური სხეული, რომელიც ევოლუციის ერთ-ერთი შესაძლო შედეგია, რომელიც ძირითადად შედგება ნეიტრონული ბირთვისგან, რომელიც დაფარულია მატერიის შედარებით თხელი (~1 კმ) ქერქით მძიმე ატომური ბირთვების და ელექტრონების სახით. ნეიტრონული ვარსკვლავების მასები შედარებულია მასასთან, მაგრამ ნეიტრონული ვარსკვლავის ტიპიური რადიუსი მხოლოდ 10-20 კილომეტრია. ამრიგად, ასეთი ობიექტის ნივთიერების საშუალო სიმკვრივე რამდენჯერმე აღემატება ატომის ბირთვის სიმკვრივეს (რომელიც მძიმე ბირთვებისთვის არის საშუალოდ 2,8 10 17 კგ/მ³). ნეიტრონული ვარსკვლავის შემდგომი გრავიტაციული შეკუმშვა ხელს უშლის ბირთვული ნივთიერების ზეწოლას, რომელიც წარმოიქმნება ნეიტრონების ურთიერთქმედების გამო.

ბევრ ნეიტრონულ ვარსკვლავს აქვს ბრუნვის უკიდურესად მაღალი სიჩქარე - წამში ათას ბრუნამდე. ნეიტრონული ვარსკვლავები იქმნება ვარსკვლავების აფეთქებით.

საიმედოდ გაზომილი მასის მქონე ნეიტრონული ვარსკვლავების უმრავლესობის მასა არის 1,3-1,5 მზის მასა, რაც ახლოსაა ჩანდრასეხარის ზღვართან. თეორიულად, ნეიტრონული ვარსკვლავები, რომელთა მასა 0,1-დან 2,5-მდეა მზის მასებითუმცა, ზედა ზღვრული მასის მნიშვნელობა ამჟამად ძალიან არაზუსტად არის ცნობილი. ყველაზე მასიური ნეიტრონული ვარსკვლავებია Vela X-1 (აქვს მინიმუმ 1,88 ± 0,13 მზის მასა 1σ დონეზე, რაც შეესაბამება α≈34%) მნიშვნელოვნების დონეს, PSR J1614-2230ruen (მასის შეფასებით. 1,97 ± 0,04 მზის), და PSR J0348+0432ruen (მასობრივი შეფასებით 2,01±0,04 მზის). ნეიტრონულ ვარსკვლავებში გრავიტაცია დაბალანსებულია დეგენერირებული ნეიტრონული გაზის წნევით, ნეიტრონული ვარსკვლავის მასის მაქსიმალური მნიშვნელობა მოცემულია ოპენჰაიმერ-ვოლკოვის ზღვრით, რომლის რიცხვითი მნიშვნელობა დამოკიდებულია მდგომარეობის (ჯერ კიდევ ცუდად ცნობილ) განტოლებაზე. მატერია ვარსკვლავის ბირთვში. არსებობს თეორიული წინაპირობები იმისა, რომ სიმკვრივის კიდევ უფრო დიდი ზრდით შესაძლებელია ნეიტრონული ვარსკვლავების კვარკებად გადაქცევა.

ნეიტრონული ვარსკვლავის სტრუქტურა.

ნეიტრონული ვარსკვლავების ზედაპირზე მაგნიტური ველი აღწევს 10 12 -10 13 გაუსის მნიშვნელობას (შედარებისთვის, დედამიწას აქვს დაახლოებით 1 გაუსი), ეს არის პროცესები ნეიტრონული ვარსკვლავების მაგნიტოსფეროებში, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან პულსარების რადიო გამოსხივებაზე. . 1990-იანი წლებიდან, ზოგიერთი ნეიტრონული ვარსკვლავი იდენტიფიცირებულია, როგორც მაგნიტარები - ვარსკვლავები მაგნიტური ველებით 10 14 გ და უფრო მაღალი. ასეთი მაგნიტური ველები (აღემატება "კრიტიკულ" მნიშვნელობას 4,414 10 13 G, რომლის დროსაც ელექტრონის ურთიერთქმედების ენერგია მაგნიტურ ველთან აღემატება მის დასვენების ენერგიას mec²-ს) შემოაქვს თვისობრივად ახალ ფიზიკას, რადგან სპეციფიკური რელატივისტური ეფექტები, ფიზიკური ვაკუუმის პოლარიზაცია. მნიშვნელოვანი ხდება და ა.შ.

2012 წლისთვის აღმოაჩინეს დაახლოებით 2000 ნეიტრონული ვარსკვლავი. მათი დაახლოებით 90% მარტოხელაა. საერთო ჯამში, ჩვენში შეიძლება არსებობდეს 10 8-10 9 ნეიტრონული ვარსკვლავი, ანუ სადღაც დაახლოებით ერთი ათასი ჩვეულებრივი ვარსკვლავიდან. ნეიტრონული ვარსკვლავები ხასიათდებიან მაღალი სიჩქარით (ჩვეულებრივ ასობით კმ/წმ). ღრუბლის მატერიის აკრეციის შედეგად, ამ სიტუაციაში ნეიტრონული ვარსკვლავის ნახვა შესაძლებელია სხვადასხვა სპექტრულ დიაპაზონში, მათ შორის ოპტიკურ დიაპაზონში, რომელიც გამოსხივებული ენერგიის დაახლოებით 0,003%-ს შეადგენს (შეესაბამება 10 სიდიდეს).

სინათლის გრავიტაციული გადახრა (შუქის რელატივისტური გადახრის გამო, ზედაპირის ნახევარზე მეტი ჩანს)

ნეიტრონული ვარსკვლავები ერთ-ერთია იმ რამდენიმე კლასიდან კოსმოსური ობიექტები, რომლებიც თეორიულად იწინასწარმეტყველეს აღმოჩენამდე დამკვირვებლების მიერ.

1933 წელს ასტრონომებმა ვალტერ ბაადმა და ფრიც ცვიკიმ ვარაუდობდნენ, რომ ნეიტრონული ვარსკვლავი შეიძლება წარმოიქმნას სუპერნოვას აფეთქებისას. იმდროინდელმა თეორიულმა გამოთვლებმა აჩვენა, რომ ნეიტრონული ვარსკვლავის გამოსხივება ძალიან სუსტია და მისი აღმოჩენა შეუძლებელია. ნეიტრონული ვარსკვლავებისადმი ინტერესი გაიზარდა 1960-იან წლებში, როდესაც დაიწყო რენტგენის ასტრონომიის განვითარება, რადგან თეორია იწინასწარმეტყველა, რომ მათი მაქსიმალური თერმული გამოსხივებახვდება რბილი რენტგენის ზონაში. თუმცა, მოულოდნელად ისინი რადიო დაკვირვებით აღმოაჩინეს. 1967 წელს ჯოსლინ ბელმა, ე.ჰევიშის კურსდამთავრებულმა, აღმოაჩინა ობიექტები, რომლებიც ასხივებენ რადიოტალღების რეგულარულ იმპულსებს. ეს ფენომენი აიხსნებოდა რადიოსხივის ვიწრო მიმართულებით სწრაფად მბრუნავი ობიექტიდან - ერთგვარი "კოსმოსური შუქურა". მაგრამ ნებისმიერი ჩვეულებრივი ვარსკვლავიიშლება ასეთი მაღალი ბრუნვის სიჩქარით. ასეთი შუქურების როლისთვის მხოლოდ ნეიტრონული ვარსკვლავები იყო შესაფერისი. პულსარი PSR B1919+21 ითვლება პირველ აღმოჩენილ ნეიტრონულ ვარსკვლავად.

ნეიტრონული ვარსკვლავის ურთიერთქმედება გარემომცველ მატერიასთან განისაზღვრება ორი ძირითადი პარამეტრით და, შედეგად, მათი დაკვირვებადი გამოვლინებით: ბრუნვის პერიოდი (სიჩქარე) და მაგნიტური ველის სიდიდე. დროთა განმავლობაში ვარსკვლავი ხარჯავს თავის ბრუნვის ენერგიას და მისი ბრუნვა ნელდება. მაგნიტური ველიც სუსტდება. ამ მიზეზით, ნეიტრონულ ვარსკვლავს შეუძლია შეცვალოს თავისი ტიპი სიცოცხლის განმავლობაში. ქვემოთ მოცემულია ნეიტრონული ვარსკვლავების ნომენკლატურა ბრუნვის სიჩქარის კლებადობით, V.M.-ის მონოგრაფიის მიხედვით. ლიპუნოვი. ვინაიდან პულსარის მაგნიტოსფეროების თეორია ჯერ კიდევ დამუშავების პროცესშია, არსებობს ალტერნატიული თეორიული მოდელები.

ძლიერი მაგნიტური ველები და მოკლე ბრუნვის პერიოდი. მაგნიტოსფეროს უმარტივეს მოდელში მაგნიტური ველი ბრუნავს მყარად, ანუ იგივე კუთხური სიჩქარით, როგორც ნეიტრონული ვარსკვლავის სხეული. გარკვეულ რადიუსში, ველის ბრუნვის წრფივი სიჩქარე უახლოვდება სინათლის სიჩქარეს. ამ რადიუსს ეწოდება "შუქის ცილინდრის რადიუსი". ამ რადიუსის მიღმა, ჩვეულებრივი დიპოლური ველი ვერ იარსებებს, ამიტომ ველის სიძლიერის ხაზები იშლება ამ ეტაპზე. დამუხტული ნაწილაკები მოძრაობენ გასწვრივ ძალის ხაზებიმაგნიტური ველი, ასეთი კლდეების მეშვეობით მათ შეუძლიათ ნეიტრონული ვარსკვლავის დატოვება და ვარსკვლავთშორის სივრცეში ფრენა. ამ ტიპის ნეიტრონული ვარსკვლავი "ამოაგდებს" (ფრანგული éjeter-დან - ამოფრქვევა, გამოდევნა) რელატივისტურ დამუხტულ ნაწილაკებს, რომლებიც ასხივებენ რადიოს დიაპაზონში. ეჟექტორები შეინიშნება როგორც რადიოპულსარები.

პროპელერი

ბრუნვის სიჩქარე უკვე არასაკმარისია ნაწილაკების გამოდევნისთვის, ამიტომ ასეთი ვარსკვლავი არ შეიძლება იყოს რადიოპულსარი. თუმცა, ბრუნვის სიჩქარე მაინც მაღალია და ნეიტრონული ვარსკვლავის მიმდებარე მაგნიტური ველის მიერ დაჭერილი მატერია ვერ დაეცემა, ანუ მატერიის აკრეცია არ ხდება. ამ ტიპის ნეიტრონულ ვარსკვლავებს პრაქტიკულად არ აქვთ დაკვირვებადი გამოვლინებები და ცუდად არის შესწავლილი.

აკრეტორი (რენტგენის პულსარი)

ბრუნვის სიჩქარე შემცირებულია ისეთ დონემდე, რომ ახლა არაფერი უშლის ხელს მატერიის ასეთ ნეიტრონულ ვარსკვლავზე დაცემას. დაცემული მატერია, უკვე პლაზმის მდგომარეობაში, მოძრაობს მაგნიტური ველის ხაზების გასწვრივ და ურტყამს ნეიტრონული ვარსკვლავის სხეულის მყარ ზედაპირს მისი პოლუსების მიდამოში, თბება ათობით მილიონ გრადუსამდე. ასეთ მაღალ ტემპერატურაზე გაცხელებული ნივთიერება კაშკაშა ანათებს რენტგენის დიაპაზონში. ფართობი, რომელშიც მატერია ეჯახება ნეიტრონული ვარსკვლავის სხეულის ზედაპირს, ძალიან მცირეა - მხოლოდ დაახლოებით 100 მეტრი. ეს ცხელი წერტილი, ვარსკვლავის ბრუნვის გამო, პერიოდულად ქრება მხედველობიდან და შეინიშნება რენტგენის სხივების რეგულარული პულსაცია. ასეთ ობიექტებს რენტგენის პულსარები ეწოდება.

გეოროტატორი

ასეთი ნეიტრონული ვარსკვლავების ბრუნვის სიჩქარე დაბალია და ხელს არ უშლის აკრეციას. მაგრამ მაგნიტოსფეროს ზომები ისეთია, რომ პლაზმა ჩერდება მაგნიტური ველის მიერ მანამ, სანამ იგი გრავიტაციით დაიპყრო. მსგავსი მექანიზმი მოქმედებს დედამიწის მაგნიტოსფეროში, რის გამოც ამ ტიპის ნეიტრონულ ვარსკვლავებს ეწოდა სახელი.

მაგნიტარი

ნეიტრონული ვარსკვლავი განსაკუთრებულად ძლიერი მაგნიტური ველით (10 11 ტ-მდე). თეორიულად, მაგნიტარების არსებობა იწინასწარმეტყველეს 1992 წელს და მათი პირველი მტკიცებულება რეალური არსებობამიღებული 1998 წელს დაკვირვებით ძლიერი ფლეშგამა და რენტგენის გამოსხივება წყაროდან SGR 1900+14 აკვილას თანავარსკვლავედში. მაგნიტარების სიცოცხლე დაახლოებით 1 000 000 წელია. მაგნიტარებს აქვთ ყველაზე ძლიერი მაგნიტური ველი.

მაგნიტარები ნეიტრონული ვარსკვლავის ცუდად გაგებული ტიპია იმის გამო, რომ ცოტანი არიან დედამიწასთან საკმარისად ახლოს. მაგნიტარების დიამეტრი დაახლოებით 20-30 კმ-ია, მაგრამ უმეტესობის მასა მზის მასას აღემატება. მაგნეტარი ისეა შეკუმშული, რომ მისი მატერიის ბარდა 100 მილიონ ტონაზე მეტს იწონის. ცნობილი მაგნიტარების უმეტესობა ძალიან სწრაფად ბრუნავს, სულ მცირე რამდენიმე ბრუნავს ღერძის გარშემო წამში. ისინი შეინიშნება გამა გამოსხივებაში რენტგენის სხივებთან ახლოს, ისინი არ ასხივებენ რადიო გამოსხივებას. Ცხოვრების ციკლიმაგნიტარი საკმარისად მოკლეა. მათი ძლიერი მაგნიტური ველები ქრება დაახლოებით 10000 წლის შემდეგ, რის შემდეგაც მათი აქტივობა და რენტგენის გამოსხივება წყდება. ერთ-ერთი ვარაუდის მიხედვით, ჩვენს გალაქტიკაში მთელი მისი არსებობის მანძილზე შეიძლებოდა 30 მილიონამდე მაგნიტარის წარმოქმნა. მაგნიტარები წარმოიქმნება მასიური ვარსკვლავებისაწყისი მასით დაახლოებით 40 M☉.

მაგნიტარის ზედაპირზე წარმოქმნილი დარტყმები იწვევს უზარმაზარი რყევებივარსკვლავში; მაგნიტური ველის რყევები, რომლებიც მათ თან ახლავს, ხშირად იწვევს უზარმაზარ გამა გამოსხივებას, რომელიც დაფიქსირდა დედამიწაზე 1979, 1998 და 2004 წლებში.

2007 წლის მაისისთვის ცნობილი იყო თორმეტი მაგნიტარი და კიდევ სამი კანდიდატი ელოდა დადასტურებას. ცნობილი მაგნიტარების მაგალითები:

SGR 1806-20, მდებარეობს დედამიწიდან 50000 სინათლის წლის მანძილზე საპირისპირო მხარეჩვენი გალაქტიკა ირმის ნახტომიმშვილდოსნის თანავარსკვლავედში.
SGR 1900+14, 20000 სინათლის წლის მანძილზე, მდებარეობს აკვილას თანავარსკვლავედში. შემდეგ ხანგრძლივი პერიოდიდაბალი ემისიის გამონაბოლქვი (მნიშვნელოვანი აფეთქებები მხოლოდ 1979 და 1993 წლებში) გაძლიერდა 1998 წლის მაის-აგვისტოში და აფეთქება, რომელიც დაფიქსირდა 1998 წლის 27 აგვისტოს, საკმარისად ძლიერი იყო გამორთვისთვის. კოსმოსური ხომალდიფეხსაცმლის მახლობლად დაზიანების თავიდან ასაცილებლად. 2008 წლის 29 მაისს ნასას სპიცერის ტელესკოპმა აღმოაჩინა მატერიის რგოლები ამ მაგნიტარის გარშემო. ითვლება, რომ ეს რგოლი ჩამოყალიბდა 1998 წელს დაფიქსირებული აფეთქების დროს.
1E 1048.1-5937 არის ანომალიური რენტგენის პულსარი, რომელიც მდებარეობს 9000 სინათლის წლის მანძილზე თანავარსკვლავედში კარინაში. ვარსკვლავს, საიდანაც წარმოიქმნა მაგნეტარი, მასა 30-40-ჯერ აღემატება მზის მასას.
სრული სია მოცემულია მაგნიტარების კატალოგში.

2008 წლის სექტემბრის მდგომარეობით, ESO იუწყება ობიექტის იდენტიფიკაციის შესახებ, რომელიც თავდაპირველად ეგონათ მაგნიტარად, SWIFT J195509+261406; ის თავდაპირველად იდენტიფიცირებული იყო გამა-სხივების აფეთქებით (GRB 070610)