Что заставляет звезду стать пульсаром?

Какие процессы проходит звезда, чтобы стать пульсаром? Требуется ли очень специфическая звезда с определенным набором качеств, таких как «Только правильная масса, диаметр и состав», или это странная случайность, когда определенные звезды проживают свою оставшуюся жизнь в качестве пульсара?

Это обычно продиктовано тем, насколько массивной является звезда. Помните, что такое пульсар, это очень быстро вращающаяся, сильно намагниченная нейтронная звезда.

Нейтронные звезды - это категория объектов с массой от 1,4 до 3,2 солнечных. Это конечная стадия звезд, которые не достаточно массивны, чтобы образовать черные дыры (они удерживаются давлением нейтронного вырождения), но достаточно массивны, чтобы преодолеть давление электронного вырождения (что предотвращает дальнейший гравитационный коллапс белых карликов).

Считается, что конечной точкой в ​​жизни массивных звезд между 10 и 25 солнечными массами является сверхновая с коллапсом ядра, которая производит конденсированный остаток, называемый нейтронной звездой.

Нижний предел массы для предшественников нейтронных звезд достаточно хорошо известен и обусловлен эволюционными путями, пройденными звездами разных масс. Ниже 10 масс Солнца вероятно, что ядро ​​звезды достигает электронно-вырожденного состояния. прежде чем оно сможет сплавить такие элементы, как магний и кремний, с образованием железа. Вырожденное электроном ядро ​​может поддерживать звезду, а остаток всегда будет остывать как белый карлик.

Выше 10 масс Солнца ядерный синтез будет продолжаться вплоть до пиковых железных элементов, за пределами которых реакции синтеза будут эндотермическими. Вырождения электронов недостаточно для поддержки ядра звезды, и оно разрушается. Если ядро ​​не слишком массивно или до тех пор, пока не слишком много материала падает на разрушенное ядро ​​впоследствии, то возможно, что комбинация давления нейтронного вырождения и отталкивающей природы сильных ядерных сил ближнего действия может поддерживать остаток как нейтронная звезда. Верхний предел массы прародителя неясен. Хотя масса прародителя очень важна, предполагается, что вращательное состояние и магнитное поле прародителя определяют исход.

Нейтронная звезда - это шар радиусом 10 км, состоящий в основном из нейтронов, но у него есть кора экзотического ядерного материала и внутренняя часть жидкости, которая также содержит некоторые протоны и нейтроны.

Сохранение момента импульса диктует, что любое вращение ядра массивной звезды до ее коллапса увеличивается для нейтронной звезды; поэтому они должны родиться как чрезвычайно быстро вращающиеся объекты, 1000-летний Крабовый пульсар вращается 33 раза в секунду).

Сохранение магнитного потока также усиливает любое магнитное поле, а быстро вращающиеся сверхпроводящие протоны усиливают его еще больше, так что нейтронные звезды рождаются с поверхностными магнитными полями от 100 до 100 триллионов Тесла.

Быстрое вращение создает огромное электрическое поле на поверхности нейтронной звезды, которое может отрывать заряженные частицы и швырять их вдоль линий магнитного поля. Эти частицы теряют энергию, излучая синхротронное излучение и излучение кривизны, которое усиливается и направляется в прямом направлении.

Если магнитные полюса и полюса вращения смещены, это может в благоприятных ориентациях привести к лучу радиации, распространяющемуся по Земле, как луч маяка. Это пульсар.

Пульсары не вечны. Энергия излучения в конечном итоге получает энергию от вращения пульсара. Пульсар вращается вниз, и по еще недостаточно понятным причинам это явление выключается, когда период вращения замедляется от нескольких до 10 секунд.