Презентация на тему: Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М

Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М
1/21
Средняя оценка: 4.9/5 (всего оценок: 56)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1395 Кб)
1

Первый слайд презентации

Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М Солнца 1. Свойства нейтронных звезд 2. Пульсары

Изображение слайда
2

Слайд 2

Свойства нейтронных звезд-НЗ (1) Массы = от 1.4 до 3 М . Три массы Солнца – это верхний предел масс НЗ. Нейтронная звезда Черная дыра Массы известных нейтронных звезд в единицах масс Солнца Пульсары

Изображение слайда
3

Слайд 3

2. Радиусы = 5 - 20 км. При таких размерах непосредствен- но обнаружить обнаружить их трудно ( за редкими исклю- чениями). 3. Плотности – порядка 10 14 г / см 3. Свойства нейтронных звезд (2) В нейтронной звезде с солнечной массой находится около 10 57 нейтронов, упакованных в сфере радиусом в 5 – 20 км.

Изображение слайда
4

Слайд 4

Быстро вращаются - до 1000 оборотов в секунду, так как даже слабо вращающаяся звезда при уменьшении своего размера до радиуса в 10-15 км должна увеличить скорость вращения для сохранения момента вращения. Пример: Допустим,что Солнце сжалось до размеров НЗ в 10 км. Закон сохранения момента вращения таков: Для Солнца R 1 =7*10 5 км,  1 =3*10 -6 рад / сек. Для нейтронной звезды R 2 =10 км. Тогда  1 =15*10 3 рад / сек, т.е. 2000 оборотов в секунду. Свойства нейтронных звезд (3) угловая скорость

Изображение слайда
5

Слайд 5

5. Температура на поверхности – до 1 000 000 К, так как нейтронные звезды это оголенные ядра звезд. Поэтому нейтронные звезды излучают в рентгене. В случае белых карликов сжатие звезды сдерживается вырожденностью электронного газа. В случае нейтрон- ных звезд сжатие звезды сдерживается вырожденностью нейтронного газа. Свойства нейтронных звезд (4)

Изображение слайда
6

Слайд 6

В обычном веществе атомы разделены друг от друга. В белом карлике расстояния между атомам намного меньше. Внутри нейтронных звезд при больших плотностях электроны и протоны образуют нейтроны. Эти нейтроны могут уже быть упакованы очень плотно. Вырожденность нейтронного газа

Изображение слайда
7

Слайд 7

7. В результате сжатия звезды вмороженное магнитное поле приобретает большую напряженность до 10 12 гаусс. Свойства нейтронных звезд (5) Пример: Допустим, что Солнце сжалось до размеров нейтронной звезды. Допустим, магнитный поток при этом не изменяется Радиус Солнца Для Солнца B~100 гаусс, тогда нейтронная звезда будет иметь магнитное поле с напряженностью 1 0 11-12 гаусс (!!). Радиус НЗ

Изображение слайда
8

Слайд 8

В полюсах магнитного поля образуется мощное излучение. Полюса магнитного поля могут не совпадать с полюса- ми вращения, поэтому излучение от магнитных полюсов образует сильный и быстро вращающийся пучок излучения. Всего обнаружено около 1100 нейтронных звезд. Полное число НЗ в Галактике по оценкам около 10 9. Свойства нейтронных звезд (6)

Изображение слайда
9

Слайд 9

Строение нейтронной звезды Кора из железа и электронов 16 км 15 км 11 км Ядро из сверхпроводи- мых протонов и нейтронов 0 км Плотность в кг/м 3 Мантия из сверхтекучих нейтронов

Изображение слайда
10

Слайд 10

Одиночная нейтронная звезда (указана стрелкой). Несмотря на большие возможности телескопа Хаббла в видимом свете звезда выглядит очень слабенькой звездочкой. Она находится на расстоянии 400 с.л. Эта звезда излучает также в рентгеновском диапазоне, что указывает на температуру звезды в 700 000 К. Размер звезды равен 28 км. Снимок сделан телескопом Хаббла. Одиночная нейтронная звезда (1)

Изображение слайда
11

Слайд 11

Одиночная нейтронная звезда RX J1856.5-3754 является самой близкой из известных нейтронных звезд. Она расположена на расстоянии 180 световых лет. Звезда движется через водородный газ и пылевые облака со скоростью 200 км/сек. Ее размер всего 20 км. Температура на поверхности звезды около 700 000 К. Поэтому она излучает в рентгеновской области, и может быть обнаруже- на только орбитальны- ми рентгеновскими те- лескопами. В оптичес- кой области спектра астрономы с удивле- нием обнаружили, что звезда окружена конусообразной ту- манностью. Слабая голубая точка в вершине конуса это и есть сама звезда. Одиночная нейтронная звезда (2)

Изображение слайда
12

Слайд 12

Выше уже было сказано, что после вспышки Сверхновой образу- ется нейтронная звезда. Теоретически они были предсказаны еще в 1934 году. Однако в течение многих десятилетий попытки обнаружения этих объектов были безуспешными. Есть много причин таких неудач, в частности: - размер этих объектов очень мал (порядка 10 км), - у них отсутствует источник энергии, и поэтому они сами ничего не излучают. Но в 1967 году эти объекты были обнаружены, и совершенно необычным способом. Группа английских радиоастрономов в проводила исследования мерцаний радиоисточников, неожидан- но обнаружила источник, который давал регулярные радио- вспышки каждые 1.333… секунды. Первая мысль, пришедшая в голову, была такова – это сигналы, посланные другой внеземной цивилизацией. Пульсары Радиоимпульсы от пульсара Период пульсаций Время Интенсивность

Изображение слайда
13

Слайд 13

Позднее были обнаружены пульсары с миллисекундными периодами импульсов, например, с периодом Т=0.00155 сек. Сейчас известны около 100 пульсаров. Некоторые пульсары пульсируют в оптическом, рентгеновском или гамма-диапазоне. Типичные периоды пульсаров лежат в интервале 0.03 – 0.3 сек. Пульсары целесообразно искать в тех областях, где должно быть много уже проэволюционировавших звезд, например, в шаровых скоплениях (см. следующий слайд). Б. Лоувелл-открыватель пульсаров B /

Изображение слайда
14

Слайд 14

Шаровое скопление М4: Показано расположение белого карлика с его спутником-нейтронной звездой Снимок сделан с помощью телескопа Хаббла.

Изображение слайда
15

Слайд 15

Изображение слайда
16

Слайд 16

Пульсар в Крабовидной туманности Период вспышек = 0.033 секунды

Изображение слайда
17

Слайд 17

Модель пульсара - маяк Основные предположения: - пульсар это нейтронная звезда, - пульсар быстро вращается, - пульсар имеет большое магнитное поле, - полюса вращения и магнитного поля не совпадают. Быстрое вращение и сильное магнитное поле создают сильные электрические поля, которые ускоряют заряженные частицы (главным образом – электроны). Особенно интенсивно это происходит в областях магнитных полюсов. Заряженные частицы, ускоренные в магнитном поле, производят синхротронное излучение. Другой источник уже теплового характера производит- ся за счет соударения частиц с нейтронной звездой в местах магнитных полюсов. Если Земля случайно окажется в конусе излуче- ния, то наблюдатель будет видеть периодические вспышки.

Изображение слайда
18

Слайд 18

1 аргумент: Короткая продолжительность радиоимпульсов и очень малый период их повторений свидетельствуют о том, что пульсары это очень малые по размеру объекты. 2 аргумент : Импульсы могут происходить только по двум причинам: радиальные пульсации звезды или за счет вращения пучка света. Но даже белый карлик не может пульсировать так быстро ( с периодами порядка 1 секунды и менее). 3 аргумент: Почему пульсары это нейтронные звезды? Е сли взять период пульсара T =  0.00155  с ек, то соответствующая ему частота вращения ω =2 π /T, составит приблизительно 4050  рад иан /с ек. Для существования звезды необходимо, чтобы центробежное ускорение было меньше гравитационного, т.е. ω 2 R<GM/R 2. Средняя плотность звезды определяется как ρ =М / ( 4 π /3R 3 ). Из последних двух выражений можно найти нижний предел плотности пульсара: ρ >3ω 2 /4πG. На этом основании найдем нижний предел его плотности, который равен ρ > 6∙10 1 3  г/ с м 3. Эта плотность приближается к плотности вещества внутри атомных ядер. Столь компактными, сжатыми до такой высокой степени, могут быть лишь нейтронные звезды: их плотность действительно близка к ядерной. с

Изображение слайда
19

Слайд 19

Происходит постепенное уменьшение скорости вращения, т.е. увеличение периода. На коротких интервалах времени это замедление удивительно постоянное. Это вызвано следующим. Быстро изменяющееся магнитное поле производит энергию, которая уходит в пространство. Следовательно, каждый импульс забирает вращательную энергию и отдает ее в космос. В итоге, нейтронная звезда теряет свою вращательную энергию и замедляет свое вращение. Типичное уменьшение это около 10 -15 сек за один оборот. Это означает, что пульсар с периодом в 1 сек замедлит свое вращение до 2 сек за 30 млн лет. Таким образом, возраст пульсара определяется его текущей скоростью вращения. Старые пульсары вращаются медленно, а молодые быстрее. Долговременные наблюдения пульсаров установили следующие факты: Замедление вращения пульсаров

Изображение слайда
20

Слайд 20

На больших интервалах времени наблюдаются сбои – резко изменяется скорость вращения и, соответственно, период вращения. Сила тяжести на поверхности пульсара в млн раз больше силы тяжести на Земле. Поэтому гигантская сила заставляет кору пульсара смещаться и. Такие же долговременные наблюдения пульсаров установили и другие факты: для пульсара в Крабовидной туманности. В результате быстрого вращения возможно даже и разрушение коры. “ Звездотрясения ” у пульсаров ? неожиданно сжиматься. Сжатие даже на 1мм вызывает звездотрясение в млн раз сильнее земных

Изображение слайда
21

Последний слайд презентации: Нейтронные звезды- последняя стадия эволюции звезды с массой более 10 М

излучение r=c/ w Закрытая магнитосфера : магнитные силовые линии замыкаются на полюсах Магнитосфера нейтронной звезды Открытая магнитосфера : магнитные силовые линии не замыкаются Размер r=c/  называется световым цилиндром. За его пределами магнитные линии не замыкаются.

Изображение слайда