Як влаштовані нейтронні зорі та в чому полягає їхня унікальність?
Нейтронні зорі з’являються внаслідок драматичного фіналу життя масивних світил, чия маса у 10 – 30 разів перевищує сонячну. Коли термоядерне паливо в ядрі такої зорі вичерпується, внутрішній тиск газу більше не може протистояти колосальній силі тяжіння. Відбувається гравітаційний колапс: ядро стискається за лічені секунди, а зовнішні шари викидаються в космос потужним вибухом наднової. Те, що залишається, є об’єктом неймовірної щільності, де на ділянці діаметром усього 20 – 40 кілометрів зосереджена маса, що дорівнює двом нашим Сонцям, пише 24 Канал.
Дивіться також Чому Сатурн має кільця, а Земля – лише спогади про них
Внутрішня структура нейтронної зорі нагадує багатошаровий пиріг з екзотичної матерії:
- Все починається з надтонкої атмосфери з водню та гелію.
- Під нею лежить залізна кора. Через неймовірний тиск електрони буквально втискаються в протони, перетворюючи їх на нейтрони – звідси й назва.
- Глибше в корі виникає стан, який фізики іронічно називають "ядерною пастою": через боротьбу ядерних сил та електромагнітного відштовхування матерія набуває форм, схожих на спагеті або лазанью.
- У самому серці зорі, де щільність у кілька разів перевищує ядерну, можуть існувати гіперони або навіть вільні кварки – стан, відомий як кварк-глюонна плазма.
Нейтронна зоря може бути меншою, ніж сучасний мегаполіс / Зображення Центру космічних польотів імені Ґоддарда NASA
Особливу увагу вчених привертають різні типи цих об'єктів:
- Пульсари – це нейтронні зорі, що обертаються з шаленою швидкістю, іноді до 716 разів на секунду, випускаючи промені радіовипромінювання, наче космічні маяки.
- Магнітари мають найпотужніші магнітні поля у Всесвіті, які в мільярди разів сильніші за земне і здатні викривляти форму атомів.
Але чому ці об’єкти так важливо вивчати? По-перше, вони є природними лабораторіями для перевірки загальної теорії відносності Ейнштейна та квантової механіки в умовах, які неможливо відтворити на Землі. По-друге, нейтронні зорі відповідальні за багатство хімічного складу нашого світу. Коли дві такі зорі зливаються у події, що називається кілоновою, виникають умови для утворення важких елементів, таких як золото, платина та уран.