Տիեզերքի հսկաների խորհրդավոր մնացորդները. Ի՞նչ են նեյտրոնային աստղերը
20 մարտի, 2025 14:11
Նեյտրոնային աստղերը համարձակորեն կարելի է դասել Տիեզերքի ամենազարմանալի և ծայրահեղ օբյեկտների շարքը։ Դրանք ծնվում են դրամատիկ իրադարձությունների հետևանքով, ունեն աներևակայելի հատկություններ և մարտահրավեր են նետում ֆիզիկական մեր գիտելիքներին։


Ի՞նչ են նեյտրոնային աստղերը։ Ինչպե՞ս են դրանք առաջանում, ինչի՞ց են բաղկացած, և ինչո՞ւ են այսքան կարևոր գիտության համար։ Եկե՛ք մանրամասն ուսումնասիրենք։

Ծնունդ՝ գերնորի կրակների մեջ
Նեյտրոնային աստղը այն է, ինչ մնում է հսկայական աստղի մահից հետո։ Եթե որևէ աստղի զանգվածը 8-ից 20 անգամ գերազանցում է Արեգակի զանգվածը, ապա իր կյանքի վերջում այն պայթում է գերնոր (սուպերնովա) երեւույթի տեսքով։ Այս պայթյունը այնքան հզոր է, որ դրա լույսը կարող է ժամանակավորապես գերազանցել նույնիսկ մի ամբողջ գալակտիկայի պայծառությունը։

Գերնոր պայթյունի ժամանակ աստղի արտաքին շերտերը տարածվում են Տիեզերքում, իսկ կենտրոնական կորիզը ենթարկվում է գերհզոր ձգողական սեղմման։ Այս գործընթացի ընթացքում պրոտոններն ու էլեկտրոնները միավորվում են, առաջացնելով նեյտրոններ։ Արդյունքում ձևավորվում է նեյտրոնային աստղ՝ գերկոմպակտ մարմին, որի տրամագիծը ընդամենը 20-30 կիլոմետր է, սակայն զանգվածը մոտ 1.4 անգամ մեծ է Արեգակի զանգվածից։

Աներևակայելի խտություն
Նեյտրոնային աստղի նյութի խտությունը պարզապես անհավատալի է. ընդամենը մեկ թեյի գդալ այդ նյութից կարող է կշռել մի քանի միլիարդ տոննա։ Համեմատության համար՝ եթե կարողանայիք վերցնել նեյտրոնային աստղի մի փոքր կտոր և բերել Երկիր, այն ակնթարթորեն կպայթեր՝ արձակելով հսկայական քանակությամբ էներգիա։

Այս խտությունը պայմանավորված է նրանով, որ նեյտրոնային աստղի գրեթե ողջ զանգվածը սեղմված է անհավատալիորեն փոքր ծավալի մեջ։ Սովորական ատոմներն այստեղ գոյություն ունենալ չեն կարող, քանի որ նրանց բաղկացուցիչ մասնիկները՝ պրոտոններն ու էլեկտրոնները, ձուլվում են միասին՝ ձևավորելով միայն նեյտրոններ։

Կառուցվածք՝ մակերևույթից մինչև խորքային կենտրոն
Նեյտրոնային աստղերն ունեն բարդ ներքին կառուցվածք։ Դրանց արտաքին շերտը (կեղևը) կազմված է երկաթից և այլ ծանր տարրերից, որոնք մնացել են նախորդ աստղից։ Կեղևից ներքև գտնվում է խիտ նեյտրոնային մատերիայի շերտը, որը դարձնում է այս աստղերը աներևակայելի կայուն։

Իսկ ամենախորքային մասում՝ միջուկում, կարող են լինել ֆիզիկայի համար դեռևս անհայտ երևույթներ։ Որոշ գիտնականներ ենթադրում են, որ այստեղ կարող է գոյություն ունենալ քվարկային մատերիա կամ նույնիսկ էկզոտիկ մասնիկներ, որոնք դեռևս չեն հայտնաբերվել Երկրի վրա։

Անհավանական ուժեղ մագնիսական դաշտ և պտույտ
Նեյտրոնային աստղերը ոչ միայն խիտ են, այլև ունեն ծայրաստիճան արագ պտույտ։ Որոշ նեյտրոնային աստղեր՝ պուլսարները, մեկ վայրկյանում կարող են պտտվել հարյուրավոր անգամներ։

Այս պտույտը պայմանավորված է պահման մոմենտի պահպանման օրենքով․ երբ զանգվածեղ աստղը կոլապսում է, այն սկսում է ավելի արագ պտտվել, ճիշտ այնպես, ինչպես գեղասահորդը, ով մարմինը ձգելով՝ արագացնում է պտույտը։

Բացի այդ, նեյտրոնային աստղերը կարող են ունենալ աներևակայելի ուժեղ մագնիսական դաշտ, որը միլիարդավոր անգամներ գերազանցում է Երկրի մագնիսական դաշտը։ Այս ուժեղ մագնիսականությունը կարող է ստեղծել պայծառ ճառագայթման բռնկումներ, որոնք երբեմն ազդում են անգամ Երկրի վրա։

Ինչո՞ւ են դրանք կարևոր գիտության համար
Նեյտրոնային աստղերն իսկական տիեզերական լաբորատորիաներ են։ Դրանց ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տալիս ստուգել ֆիզիկայի հիմնարար օրենքները ծայրահեղ պայմաններում։

Օրինակ, 2017 թվականին գիտնականները առաջին անգամ գրանցեցին երկու նեյտրոնային աստղերի բախումից առաջացած գրավիտացիոն ալիքները։ Այս բացահայտումը ոչ միայն հաստատեց Ալբերտ Էյնշտեյնի հարաբերականության տեսությունը, այլև պարզաբանեց, թե որտեղ են առաջանում ծանր տարրերը, ինչպիսիք են ոսկին և ուրանը։

Բացի այդ, պուլսարները պտտվում են այնքան կայուն, որ դրանք կարելի է օգտագործել որպես տիեզերական "ժամացույցեր", որոնք օգնում են գիտնականներին ուսումնասիրել գրավիտացիոն ալիքները և կատարել տիեզերական նավիգացիա։

Չբացահայտված գաղտնիքները
Չնայած այն փաստին, որ գիտությունն արդեն բազմաթիվ հայտնագործություններ է արել նեյտրոնային աստղերի վերաբերյալ, դրանք դեռևս լի են առեղծվածներով։ Ինչպիսի՞ն է դրանց միջուկի իրական կառուցվածքը։ Կարո՞ղ են արդյոք նեյտրոնային աստղերը գոյություն ունենալ անսովոր վիճակներում, որոնք մենք դեռևս չենք պատկերացնում։ Ինչո՞ւ որոշ նեյտրոնային աստղեր դառնում են պուլսարներ, իսկ մյուսները՝ մագնետարներ։

Այս և շատ այլ հարցերի պատասխանները կարող են արմատապես փոխել մեր պատկերացումը Տիեզերքի մասին։ Նեյտրոնային աստղերը ոչ միայն բացահայտում են աստղերի կյանքի վերջնական փուլերը, այլև հնարավորություն տալիս հասկանալու Տիեզերքի ամենախորքային գաղտնիքները։