Нейтронная звезда

Нейтронная звезда - космический объект. Заря на определенном этапе своей эволюции. Плотность данного объекта, согласно современным астрофизическими теориями, сопоставимая с плотностью атомного ядра.

Конечная эволюция звезды

Схема строения нейтронной звезды
В зависимости от массы звезды, после выгорания большей части водорода, происходят три сценария ее дальнейшей эволюции. Если масса звезды с главной последовательности есть меньше трех масс солнца, то после схода с главной последовательности, звезда превращается в белый карлик. При массе 3-8 масс солнца - звезда перетворюется на нейтронную звезду. Если масса больше восьми масс солнца, то она коллапсирует в черной дыры.
Водород, который является основным компонентом звезды, выгорает при термоядерной реакции, в результате чего образуется гелий. В центре звезды постепенно образуется гелиевая ядро, масса которого постоянно растет. Звезда сохраняет свой объем благодаря давлению который создает излучение образованное в результате ядерного синтеза. Лучевой давление уравновешивает гравитационную силу, и противостоит гравитационному cтисканню звезды. Однако с уменьшением водорода, уменьшается мощность термоядерной реакции и потужнись лучевого давления уменьшается. Может наступить момент когда лучевой давление станет меньше гравитационной силы компактного гелиевого ядра. В этот момент начинается гравитационный коллапс. Центральная часть звезды сжимается, а внешняя часть розширються (чтобы сохранялся полный импульс системы). Расширение сопровождается мощным световым излучением (сверхновая звезда). Центральная часть сжимается до тех пор, пока плотность вещества не станет равна плотности атомного ядра. Электроны вжимаются в атомные ядра, и объект, образующийся называют нейтронной звездой, поскольку ее вещество состоит из электрически нейтронов.

Наблюдение

Аккреционный диск в двойной системе
Поскольку размер нейтронной звезды составляет всего 10-20 км, то она имеет низкую светимость. Непосредственно наблюдать самую нейтронную звезду трудно. Наблюдения ведутся косвенно, через те эффекты которые вызывают особенности нейтронной звезды.
Двойные звездные системы, достаточно распространены в Вселенной. Если одна из звезд сошла с главной последовательности и превратилась в нейтронную звезду, то возможно перетекание веществ второй звезды в нейтронную звезду (аккреция), и формирование аккреционного диска. Аккреционный диск может иметь высокую светимость за счет переизлучения энергии излучения звезд, либо за счет гравитационного cтискання самого газа аккреционного диска. Аккреционный диск служит признаком существования в системе компактного и массивного звездного объекта.


Схема гравитационного линзирования нейтронной звездой
Если нейтронная звезда имеет сильное магнитное поле, то вещество с аккреционного диска выпадает в областях магнитных полюсов. Кинетическая энергия выпадающих вещества переходят в электромагнитное излучение. Нейтронная звезда быстро вращается - это результат сохранения момента количества движения при гравитационного сжатия звезды. Вращение приводит к появлению пульсара - наблюдается астрономический объект, излучающий в импульсном режиме. Поскольку нейтронная звезда имеет размеры десятков километров, то частота пульсации пульсара является порядке секунд, или даже доли секунд.
Также одиночные нейтронные звезды могут быть обнаружены благодаря явлению гравитационного фокусировки (при прохождении нейтронной звезды между обычной звездой и наблюдателем проходит визуальное увеличение яркости звезды, поскольку гравитационное поле нейтронной звезды искривляет движение света).