И еще о нейтронных звездах
Nov. 21st, 2017 01:16 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
atandakil_gunzeО нейтронных звездах я рассказывал здесь: https://atandakil-gunze.dreamwidth.org/11635.html
А теперь расскажу немного о стадиях эволюции "обычной" нейтронной звезды. Да, они тоже с течением времени эволюционируют.
Дело в том, что когда ядро огромной звезды-гиганта сжимается в крохотную нейтронную звезду, его вращательный момент, разумеется, никуда не пропадает. Это означает, что, раз диаметр упал с сотен тысяч до полутора десятков километров, угловая скорость должна соответственно увеличиться. В результате, как я уже говорил, нейтронные звезды вращаются очень быстро - как правило, со скоростями в десятки, а то и сотни оборотов в секунду (представляете себе шар диаметром в двадцать километров, вращающийся со скоростью в семьсот оборотов в секунду?).
Вместе с нейтронной звездой вращается и ее чудовищное магнитное поле (оно тоже никуда не пропало, только теперь оно "размазано" не на сотни тысяч километров, а на считанные километры, и его напряженность выросла до колоссальных величин). При этом звезда излучает электромагнитные волны, теряет энергию, и ее вращение понемногу замедляется, что неплохо проверяется наблюдениями. Магнитное поле, разумеется, тоже уменьшается.
Ну, а по мере снижения скорости вращения нейтронной звезды изменяются наблюдательные эффекты, которыми она себя может проявлять для нас.
По этому признаку можно выделить четыре стадии эволюции "обычных" нейтронных звезд.
1. Эжектор - "молодая" нейтронная звезда с большой скоростью вращения и сильным магнитным полем. Именно их мы воспринимаем как пульсары (радиопульсары).
Это - интересная стадия. Скорость вращения огромна, магнитное поле - тоже. Оно вращается вместе со звездой и удерживает заряженные частицы, порывающиеся вырваться с поверхности звезды. Однако из-за огромной скорости вращения на определенном расстоянии от поверхности звезды скорость вращения поля становится равной скорости света - и все. В этом месте силовые линии "наматываются друг на друга" и разрываются, и частицы, добравшиеся до этого расстояния, беспрепятственно улетают в космос. Поэтому такие звезды и называются эжекторами - они испускают (эжектируют) заряженные частицы, движущиеся с огромной, релятивистской скоростью и излучающие радиоволны.
2. Пропеллер - следующая стадия жизни нейтронной звезды. Скорость вращения снизилась, магнитное поле уже простирается на большое расстояние, обрыва силовых линий нет, и заряженные частицы теперь не могут покинуть звезду. Излучение исчезает, и наблюдать пропеллер становится очень трудно - в сущности, его можно заметить только по гравитационным эффектам.
3. Аккретор. На этой стадии скорость вращения и магнитное поле становятся такими слабыми, что заряженные частицы, которые до этого удерживались магнитным полем, начинают падать на поверхность нейтронной звезды (происходит аккреция вещества).
Они падают в районе магнитных полюсов (на участке размером порядка нескольких десятков метров), падающее вещество разогревается до миллионов градусов и излучает рентгеновские лучи. Участок, излучающий в рентгеновском диапазоне, вращается вместе со звездой, так мы его видим периодически (излучение "пульсирует" ). Поэтому аккреторы описываются как рентгеновские пульсары.
4. Георотатор - скорость вращения нейтронной звезды становится совсем малой, плазма из мирового пространства захватывается магнитным полем и не пропускается к поверхности нейтронной звезды (аналогично тому, что происходит на Земле, магнитное поле которой не пропускает заряженные частицы).
А теперь расскажу немного о стадиях эволюции "обычной" нейтронной звезды. Да, они тоже с течением времени эволюционируют.
Дело в том, что когда ядро огромной звезды-гиганта сжимается в крохотную нейтронную звезду, его вращательный момент, разумеется, никуда не пропадает. Это означает, что, раз диаметр упал с сотен тысяч до полутора десятков километров, угловая скорость должна соответственно увеличиться. В результате, как я уже говорил, нейтронные звезды вращаются очень быстро - как правило, со скоростями в десятки, а то и сотни оборотов в секунду (представляете себе шар диаметром в двадцать километров, вращающийся со скоростью в семьсот оборотов в секунду?).
Вместе с нейтронной звездой вращается и ее чудовищное магнитное поле (оно тоже никуда не пропало, только теперь оно "размазано" не на сотни тысяч километров, а на считанные километры, и его напряженность выросла до колоссальных величин). При этом звезда излучает электромагнитные волны, теряет энергию, и ее вращение понемногу замедляется, что неплохо проверяется наблюдениями. Магнитное поле, разумеется, тоже уменьшается.
Ну, а по мере снижения скорости вращения нейтронной звезды изменяются наблюдательные эффекты, которыми она себя может проявлять для нас.
По этому признаку можно выделить четыре стадии эволюции "обычных" нейтронных звезд.
1. Эжектор - "молодая" нейтронная звезда с большой скоростью вращения и сильным магнитным полем. Именно их мы воспринимаем как пульсары (радиопульсары).
Это - интересная стадия. Скорость вращения огромна, магнитное поле - тоже. Оно вращается вместе со звездой и удерживает заряженные частицы, порывающиеся вырваться с поверхности звезды. Однако из-за огромной скорости вращения на определенном расстоянии от поверхности звезды скорость вращения поля становится равной скорости света - и все. В этом месте силовые линии "наматываются друг на друга" и разрываются, и частицы, добравшиеся до этого расстояния, беспрепятственно улетают в космос. Поэтому такие звезды и называются эжекторами - они испускают (эжектируют) заряженные частицы, движущиеся с огромной, релятивистской скоростью и излучающие радиоволны.
2. Пропеллер - следующая стадия жизни нейтронной звезды. Скорость вращения снизилась, магнитное поле уже простирается на большое расстояние, обрыва силовых линий нет, и заряженные частицы теперь не могут покинуть звезду. Излучение исчезает, и наблюдать пропеллер становится очень трудно - в сущности, его можно заметить только по гравитационным эффектам.
3. Аккретор. На этой стадии скорость вращения и магнитное поле становятся такими слабыми, что заряженные частицы, которые до этого удерживались магнитным полем, начинают падать на поверхность нейтронной звезды (происходит аккреция вещества).
Они падают в районе магнитных полюсов (на участке размером порядка нескольких десятков метров), падающее вещество разогревается до миллионов градусов и излучает рентгеновские лучи. Участок, излучающий в рентгеновском диапазоне, вращается вместе со звездой, так мы его видим периодически (излучение "пульсирует" ). Поэтому аккреторы описываются как рентгеновские пульсары.
4. Георотатор - скорость вращения нейтронной звезды становится совсем малой, плазма из мирового пространства захватывается магнитным полем и не пропускается к поверхности нейтронной звезды (аналогично тому, что происходит на Земле, магнитное поле которой не пропускает заряженные частицы).
