Атомы размером с горы: объясняем нейтронные звёзды

Нейтронные звёзды — одни из самых загадочных объектов во Вселенной. Недостаточно массивные, чтобы стать чёрными дырами, они похожи на огромные атомы размером с горы и обладают свойствами, настолько экстремальными, что поражают воображение. Но если вы подберётесь слишком близко к нейтронной звезде, у вас появятся крупные проблемы…

Многие из вас говорят, что YouTube не уведомляет вас, когда мы выкладываем новые видео. Так что мы сделали рассылку. Никакого спама: http://eepurl.com/2bzP1 (Теперь вы никогда не пропустите видео)

Музыку из этого видео можно найти здесь:

https://www.epicmountainmusic.bandcamp.com/track/neutron-star
и
https://www.soundcloud.com/epicmountain

Короткие видео, объясняющие разные вещи. Например, эволюцию, время, пространство или наше существование в этой странной Вселенной.
Мы — команда дизайнеров, журналистов и музыкантов, которые хотят помочь вам увидеть красоту науки. Потому что наука очень красивая.

Посетите наш веб-сайт, Twitter, Facebook, Patreon или Behance, чтобы поболтать с нами!

https://www.facebook.com/Kurzgesagt
https://twitter.com/Kurz_Gesagt
http://kurzgesagt.org
http://www.patreon.com/Kurzgesagt
http://www.behance.net/kurzgesagt

ОГРОМНОЕ СПАСИБО ЭТИМ ЛЮДЯМ ЗА ПОДДЕРЖКУ:

Justin Degenaars
Opal Hartbower
jordan gardner
Derek Loa
Chris Kitching
Jeff Le
Devir Islas
Andrew Connor
Francesca Monteiro
Scott Zell
Jeroen Koerts
Tanya Smirnova
Patrick Eyrich
J.J.
Chris Linardos
Tony Morley
Ben Nunan
Moe Levin
Pholpat Durongbhan
Raphael
Caroline Andrewes
Alex Kaplan
KokLiang Lim
Thomas Borg
trefmanic
Mathias Westad Larssen
Katia Lira
Adam Smith
Dean Herbert
Giovanna Cardoso
Adam Primaeros
Rory Bennett
Gaëtan Duvaux
Rasmus Lind
Ghitea Andrei Paul
Larry Bunyard
Maximilian Heitsch
Sebastian Laiseca
Ata Celbis
Andrzej Rejman
Benjamin Fries
Alexander Heavens
Chris Doughty
Dario Pagnia
Sara Shah
Eduardo Barbosa
Maximilian Ritter
Yousif
Jesse Powell
Peter Wagner
Eliud Vasquez
Igor Benicio de Mesquita
Siddharth Bajaj
Greeny Liu
Tibor Schiemann
dante harper
Bünyamin Tetik
Joe Pond
Stephen Morse
Jørgen Smalås
Evan Low
Dario „TLO“ Wünsch
Matthew Macomber
Ziggy Freed
Chase Gotlieb
Brian David Henderson
Alejandro Liechty
David Davenport-Firth
Janne Jaukkuri
Michael Ren
Peter Schuller
tBinger
Brandy Alexander
Alexander Kosenkov
Scott Laing
Gizem Gürkan
George Chearswat
oscar gautama
Pascal B.
Brandon Liu
Tim
Justin T.
Daniel O.C.L.
Leigh Thompson
Heemi Kutia
Valerie Brunet
somersault18:24
Jan Lukas Lehmann
Javier de la Garza
Peter Žnuderl
Randy Knapp
Benoît Graham
Jeff Churchill
Jonathan Velazquez Gore
Daniel
Roman Zolotorevich
Pol Lutgen
Seona Tea
Daniel Fuchs
Thomas Lee
Finn Edwards
Petr Pilař
Balazs-Hegedus Jozsef
Fabricio Godoy
Charles Kuang

Атомы размером с горы: объясняем нейтронные звёзды

Нейтронные звёзды — одни из самых
экстремальных объектов во вселенной.

Они похожи на огромные ядра атомов.

Километры в диаметре,
невероятно плотные и горячие.

Но как что-то подобное
вообще может существовать?

Жизнью звезды управляют две
силы, находящиеся в равновесии.

Её гравитация и давление излучения
ядерной реакции слияния.

В ядре звезды водород
превращается в гелий.

Со временем запасы
водорода в ядре истощаются.

Если звезда достаточно массивна,
гелий начинает превращаться в углерод.

Ядра таких массивных звёзд становятся
многослойными, как луковицы,

по мере того как более тяжёлые
атомные ядра скапливаются в в центре.

Углерод превращается в неон,
неон в кислород, кислород в кремний.

Постепенно реакция доходит до железа,
которое уже ни во что не превращается.

Когда реакция завершается, давление
излучения резко падает.

Звезда больше не в равновесии,

и если масса её ядра
превышает 1,4 массы Солнца,

происходит катастрофическое сжатие.

Внешняя часть ядра достигает
скорости 70 000 км/с,

устремляясь к центру звезды.

Теперь только фундаментальные
внутриатомные силы

могут противостоять
гравитационному сжатию.

Квантово-механическое отталкивание
электронов преодолевается,

электроны и протоны
сливаются в нейтроны,

достигающие таких же плотностей,
как в атомных ядрах.

Внешние слои звезды выбрасываются в космос

в неистовом взрыве сверхновой.

И вот появилась нейтронная звезда!

Имея массу 1–3 Солнц,

она сжата примерно до
25 километров в диаметре!

500 000 масс Земли спрессованы
в небольшой шар

размером с Манхэттен.

Он настолько плотный, что один
кубический сантиметр нейтронной звезды

содержит массу железного куба
со стороной 700 метров.

Это примерно 1 миллиард тонн:
масса горы Эверест,

умещённая в объём кубика сахара.

Гравитация нейтронной звезды
впечатляет не меньше!

Если отпустить объект с
1 метра над поверхностью,

он достигнет звезды за одну микросекунду,
разогнавшись до скорости 7,2 млн. км/ч.

Поверхность очень гладкая, с
неровностями не более 5 миллиметров

и сверхтонкой атмосферой
из раскалённой плазмы.

Температура поверхности —
около 1 миллиона кельвинов,

в то время как нашего
Солнца — 5 800 кельвинов.

Теперь заглянем внутрь
нейтронной звезды!

Крайне плотная кора
состоит по большей части из

решётки атомных ядер железа с
морем из электронов, текущих сквозь неё.

Чем ближе мы к ядру, тем больше встречаем
нейтронов и меньше протонов,

пока не достигаем невероятно плотного супа
из неотличимых друг от друга нейтронов.

Ядра нейтронных звёзд
очень, очень причудливы.

Мы не уверены, каковы их свойства,
но наша самая близкая догадка —

это сверхжидкая нейтронная
вырожденная материя или

какая-то сверхплотная кварковая материя,
называемая кварк-глюонной плазмой.

Это совершенно бессмысленно
в обычных случаях;

такая материя может существовать только
в подобных ультраэкстремальных условиях.

Во многих отношениях нейтронная звезда
похожа на огромное атомное ядро.

Существенная разница лишь в том,
что ядра атома удерживаются

сильным взаимодействием,
а нейтронные звёзды — гравитацией.

Если эти свойства кажутся
не слишком экстремальными,

обратим внимание на несколько других.

Нейтронные звёзды вращаются очень, очень
быстро; молодые — несколько раз в секунду.

А если рядом находится бедная звезда,
подпитывающая нейтронную,

та может вращаться со скоростью
в несколько сотен оборотов в секунду.

Например, объект PSRJ1748-2446ad.

Он вращается со скоростью
около 252 миллионов км/ч.

Это настолько быстро, что звезда
приобретает довольно странную форму.

Мы называем эти объекты пульсарами,
так как они излучают сильный радиосигнал.

Магнитное поле нейтронной звезды

примерно в 8 триллионов
раз мощнее земного.

Оно настолько сильное, что атомы
изгибаются, подвергаясь его воздействию.

Что ж, суть ясна.

Нейтронные звёзды —
одни из самых экстремальных

и, в то же время, крутых
объектов во Вселенной.

Будем надеяться, однажды мы отправим к ним
космические корабли, чтобы узнать больше

и сделать пару интересных снимков!

Но, конечно, нам не следует
подлетать слишком близко!