Нейтронні зірки, дивні зірки, кульмінація процесу, необхідного для життя -

"Нейтронні зірки" - це дивні зірки, які розташовані за своєю щільністю, між найщільнішими зірками, "білими карликами" і "чорними дірами". У нашому просторовому сусідстві їх досить багато, але дуже малі, і, довго після теоретизування про них, ми усвідомили їх присутність лише тоді, коли зрозуміли, що пульсари є одним із способів їх вираження.

нейтронні

* Це завжди повинно викликати велику обережність, перш ніж відкидати "граничні" гіпотези !

Наприкінці свого життя масивна зірка, маса якої перевищує 7 сонячних мас, злиє вуглець у своєму ядрі, в неон, магній, кремній, потім кремній у залізо і далі, аж до урану. Коли серце перетворюється на залізо з масою, що досягає 1,44 сонячної маси, воно руйнується на себе в нейтронній речовині (в результаті поглинання електронів протонами) сила гравітації більше не компенсується якоюсь протилежною енергією. Зовнішні шари зірки в свою чергу руйнуються до ядра, створюючи ударну хвилю. Ударна хвиля відскакує назовні, несучи на своєму шляху весь матеріал зовнішніх шарів і все швидше і швидше, оскільки ці шари стають все менш щільними у напрямку до поверхні. Матеріал, нагрітий до дуже високих температур ударом, розсіюється у просторі з величезною швидкістю (кілька тисяч км/с). Це наднова.

У центрі залишається серце, і це серце є нейтронною зіркою. Власне кажучи, це вже не зірка, оскільки вона більше не поводиться як реактор ядерного синтезу; нейтронна зірка продовжує еволюціонувати не на рівні атома, а на рівні компонентів атома. Він виглядає у вигляді кулі в діаметрі від 20 до 40 км (що відповідає межам маси від 1,44 до 3,2!), Надзвичайної щільності з щільністю "кілька" 1000 мільярдів тонн на см 3. Його структура складається з 4 шарів навколо центру, склад якого є ймовірним, але який залишається таємничим:

"Атмосфера" від декількох см до метра ... але яка, звичайно, не в звичайному розумінні (можна швидше сказати "піна"). Це просто текуча речовина, сукупність атомів, іонів та електронів.

«Зовнішня кірка». Це така сама кристалічна речовина, як і білого карлика (складається з іонізованих атомних ядер та електронів). У цьому шарі зі збільшенням щільності протони зливаються з електронами, утворюючи нейтрони.

"Внутрішня скоринка". Коли щільність переходить поріг 4,3 × 10 11 г/см −3 («точка зникнення нейтронів»), атомні ядра стають занадто багатими на нейтрони (в результаті злиття протонів з електронами) і останні виходять, щоб утворити рідина. У нас є суміш важких атомних ядер (багатих нейтронами), нейтронів і кількох електронів.

"Зовнішнє ядро". Коли щільність переходить поріг 1,7 × 10 14 г/см −3, атомні ядра завершують свій розпад. Це дає суміш рідин нейтронів, протонів та електронів, останні два типи частинок є значно менш представленими, ніж нейтрони.

"Внутрішнє ядро". Коли щільність переходить поріг 3 × 10 15 г/см −3, нейтрони розпадаються, що означає, що це внутрішнє ядро, або це серце, складається з плазми, складеної з більш-менш екзотичних компонентів, логічно різних кварків і глюонів ... але ми насправді не знаємо.

Нейтронна зірка зберегла кутовий момент своєї материнської зірки і, враховуючи її розмір, вона обертається зі значними швидкостями, кілька десятків обертів в секунду, іноді набагато більше (мілісекундні пульсари) і генерує потужне магнітне поле (до 10 11 тесла Пульсари типу “магнітар”).

* Примітка: Це рух у просторі від магнітного полюса та на магнітній осі зірки випромінювання, що випромінюється самою зіркою та/або навколишнім речовиною (найчастіше радіацією зірки-супутника), залучене її гравітаційною силою а потім потужно виштовхується, що створює струмінь, який ідентифікує пульсар, пульсацію, що надходить від обертання зірки вздовж осі, відмінної від її магнітної осі (це, очевидно, найчастіше). Емісійний промінь описує конус завдяки такому обертанню.

Окрім своєї вражаючої природи, нейтронні зірки не є для нас (егоїстично!) Незначними зірками. Саме катаклізми, які сформували їх, навіть більше, ніж процес формування білого карлика, принесли нам важкі елементи, з яких ми створені. Без "металів" (які включають не лише метали в звичайному розумінні, але всі елементи, що перебувають за межами гелію), немає життя (крім водню, наше тіло містить кисень, азот, вуглець, фосфат, сірку, а також цинк, мідь, залізо, золото тощо)! Масивні зірки є їх тиглями, а наднові - фактором їх дисперсії у Всесвіті *. Завдяки своїй швидкості розширення, хмари речовини, з яких вони зроблені, змішаються з іншими хмарами примітивних (водень, гелій) або новіших (отже, збагачених) матеріалів і ще більше збагатять їх важчими елементами. Дихаючи, вони ущільнюють ці хмари і, в деяких випадках, достатньо, щоб ініціювати гравітаційне скорочення навколо центру і, отже, утворення нових зірок у супроводі їх планет.

* Примітка: Деякі наднові, "термоядерні наднові", є результатом злиття білого карлика з його зіркою-супутником (бінарних зірок дуже багато в космосі, а дестабілізація за рахунок масового нарощення є частим). Негайно досягається межа Чандрасехара, і вся речовина зірки-супутника, включаючи серце її, яке ще не ущільнилося настільки сильно, як білого карлика, негайно поширюється в космос ... додаткове збагачення міжзоряного середовища.

Ось чому Всесвіт не міг створити життя, поки не розгорнулася певна історія. Тому марно шукати його в спостереженнях дуже далекого Всесвіту, тобто дуже старого, як уявляють деякі фантазії. Життя - це явище, вписане в історію і яке може бути лише актуальним. Через те, що воно було прив’язане до масивних короткочасних зірок, збагачення Всесвіту металами стало достатнім незадовго до того, як міжзоряна хмара, з якої наше Сонце стислося. Це симетрично означає, що майбутній Всесвіт буде змінюватися, оскільки він містить все більше металу. Як результат, деякі райони галактик, які не були, можуть стати придатними для життя за цим критерієм, інші (наприклад, наш) більше не будуть або дадуть можливість для нових органічних комбінацій іншим формам життя, що перебуває в процесі створення.

Заголовок зображення: Крабова туманність у вигляді Хаббла. У його центрі знаходиться нейтронна зірка. Кредит NASA.

Зображення внизу: ще одна нейтронна/пульсарна зірка (фотографії Чандри та WISE), кредит NASA: PSR B1509-58. Виявлений у 1982 році в сузір'ї Цирцинус, цей пульсар датується 300 роком нашої ери. Тут показано кілька видів випромінювання від одного і того ж джерела (від рентгенівських променів до світлових хвиль) з різними кольорами.

Зображення нижче: поперечний переріз нейтронної зірки. CC BY-SA 4.0 від Wattcle - Власна робота. Спільнота Вікіпедії.

Читання: Яйце дракона Роберта Форварда (помер 2002). Автор, фізик, який спеціалізується на гравітації, працюючи, зокрема, над дослідженням гравітаційних хвиль, також був (хорошим) письменником наукової фантастики. У «Яйце дракона», опублікованому в 1980 році, він з великою майстерністю та уявою уявляє, яким може бути життя на поверхні нейтронної зірки. Він народився в 1930 році в Женеві, штат Нью-Йорк !

Щоб (повторно) знайти іншу статтю в цьому блозі на тему, яка вас цікавить, натисніть на: