ნეიტრონული ვარსკვლავები

კოსმოსის კვლევის ეპოქაში ერთ-ერთი უდიდესი სიურპრიზი იყო იმის აღმოჩენა, რომ „მკვდარ” ვარსკვლავებს ზოგჯერ გაცილებით მეტი ენერგია აქვთ, ვიდრე „ცოცხლებს”. როდესაც მზეზე 1.5-3-ჯერ მძიმე ვარსკვლავი ამოწურავს თავის ბირთვში არსებულ ენერგიას, ეწყება გრავიტაციული კოლაფსის პერიოდი და გარდაიქმნება ნეიტრონულ ვარსკვლავად. მისი დიამეტრი საშუალოდ 20 კმ-ია, მაგრამ იმდენად მკვრივია, რომ 1 კუბური სანტიმეტრი რამდენიმე მილიარდ ტონას იწონის.

ვარსკვლავის საწვავი წყალბადია, ბირთვული რეაქციებით გარდაქმნის მას ჰელიუმად, შედეგად კი სითბო და სინათლე გამოიყოფა. მაგრამ როდესაც წყალბადის მარაგი იწურება, ვარსკვლავი იკუმშება და პატარავდება, ბირთვის შეკუმშვა კი მის გახურებას იწვევს. ამას მოჰყვება ზედა ფენების გაფართოება, ჰელიუმი ნახშირბადად გარდაიქმნება, ნახშირბადი კი – მძიმე ელემენტებად, მაგალითად რკინად. როცა ვარსკვლავის ბირთვი რკინისა ხდება, ის აღარ იწვის, გრავიტაციული ძალა იწვევს მის კოლაფსს, შემდეგ კი ფეთქდება და მიიღება სუპერნოვა. ხოლო ბირთვისგან დარჩენილი მასა რაღაც პერიოდის შემდეგ ნეიტრონულ ვარსკვლავად ყალიბდება.

ის მატერია, რომელსაც ჩვენ გარშემო ვხედავთ, შედგება ატომებისგან, ამ უკანასკნელის კომპონენტები კი პროტონი, ნეიტრონი და ელექტრონია. ატომები ერთმანეთისგან გარკვეული მანძილით არიან დაშორებული, მაგრამ ნეიტრონულ ვარსკვლავში მატერია ძირითადად შედგება ნეიტრონებისგან, რომლებიც ბოლომდე არიან შემჭიდროვებული და ერთმანეთს ეხებიან, რაც ვარსკვლავს შესაბამისად ანიჭებს უკიდურეს სიმკვრივესა და წარმოუდგენელ მასას.

გრავიტაციული კოლაფსისას მიზიდულობის ძალა გადაწონის ელექტრონების წინააღმდეგობას, აერთიანებს მათ პროტონებთან და ქმნის ნეიტრონებს. გრავიტაციული კოლაფსი იმდენად ძლიერია, რომ ატომები იშლებიან და საბოლოოდ მხოლოდ ახლად წარმოქმნილი ნეიტრონების კოლექტიური წინააღმდეგობის მეშვეობით ხდება ამ პროცესის შეჩერება. შედეგად კი მიიღება ბუნების ერთ-ერთი საოცრება – ნეიტრონული ვარსკვლავი.

ნეიტრონული ვარსკვლავის ბირთვის კოლაფსს დედამიწაზე ანალოგი არ გააჩნია. ეს იგივე იქნებოდა, „ემფაიარ სთეით ბილდინგის” ზომის შენობა წონის შენარჩუნებით 1 სმ-მდე დაპატარავებულიყო ან თვითმფრინავი „ბოინგ 747″ – ქვიშის მარცვლამდე.

მთელი კაცობრიობა ნეიტრონის ვარსკვლავის მსგავსად რომ შეიკუმშოს, სიგარის ზომის ობიექტი მიიღება, ხოლო ერთი ჩაის კოვზი ნეიტრონული ვარსკვლავი 6 მილიარდ ტონას იწონის!

ნეიტრონული ვარსკვლავი სამყაროში რიგით მეორე ყველაზე მკვრივი ობიექტია. ერთადერთი რამ, რაც მას ჯობნის, შავი ხვრელია. ასტრონომები თვლიან, რომ განსხვავებით სხვა ტიპის ვარსკვლავებისგან, ნეიტრონული ვარსკვლავის ზედაპირიც უკიდურესი სიმჭიდროვით გამოირჩევა.

ზოგჯერ ნეიტრონული ვარსკვლავები ერთმანეთს ეჯახებიან და იქმნება წყვილი, რომელიც ხანგრძლივი დროის შემდეგ ერთიანდება და გარდაიქმნება შავ ხვრელად, გამოყოფილი სინათლის ნაკადებისგან კი უზარმაზარ მაგნიტურ ველს ქმნის. ამ დროს მისი სიკაშკაშე მზისას მილიარდჯერ აღემატება.

სიმკვრივის გარდა, ნეიტრონულ ვარსკვლავებს სხვა თვისებებიც გამოარჩევთ დანარჩენი ვარსკვლავებისგან. აღსანიშნავია მათი ღერძის გარშემო ბრუნვის სიჩქარე – ზოგ შემთხვევაში ეს მაჩვენებელი წამში რამდენიმეა, ზოგჯერ კი 1000-ზე მეტი. ამ შემთხვევაში მცირე ზომა ნეიტრონული ვარსკვლავისთვის ხელშემწყობი თვისებაა – თუკი მისი დიამეტრი 16 კმ-ზე მეტი იქნება და წამში 700-ჯერ იბრუნებს, მაშინვე ნაწილებად დაიშლება.

ნეიტრონული ვარსკვლავის ზედაპირის მიზიდულობა დედამიწისას 100 მილიარდჯერ აღემატება. ნეიტრონული ვარსკვლავის სიახლოვეს რომ აღმოჩნდეთ, მის ზედაპირზე 200 000 კმ/წმ სიჩქარით დაეცემით, რაც სინათლის სიჩქარის 2/3-ია. ხოლო თუკი ზედაპირს ჯერ ტერფებით შეეხებით, ფეხებზე მოქმედი გრავიტაციული ძალა თავზე მოქმედთან შედარებით 76 მილიონჯერ მეტი იქნება.

ახალშობილი ნეიტრონული ვარსკვლავის ბირთვში ტემპერატურა ზოგჯერ 1 ტრილიონ გრადუსს აღწევს, მაგრამ ნაწილაკების გამოტყორცნის შედეგად სწრაფად გრილდება და დაახლოებით 1000 წელიწადში რამდენიმე მილიონ გრადუსამდე ეცემა.

ამ დროისთვის ასტრონომებს 2000-მდე ნეიტრონული ვარსკვლავი აქვთ აღმოჩენილი, თუმცა ვარაუდობენ, რომ „ირმის ნახტომის” გალაქტიკაში მათი რიცხვი დაახლოებით მილიარდია. ამის მიზეზი ისაა, რომ ნეიტრონული ვარსკვლავების უმეტესობა მილიარდობით წლისაა, რაც იმას ნიშნავს, რომ ამ პერიოდში მათმა ტემპერატურამ იკლო და საკმარისი სიმძლავრის რადიოტალღებს ვეღარ გამოსცემენ. თუმცა ახალგაზრდა ვარსკვლავებიც ხშირად უჩინარია რადიოტელესკოპებისთვის და მეცნიერები ჯერჯერობით მხოლოდ ყველაზე ახალი და ენერგიული ნეიტრონული ვარსკვლავების აღმოჩენას ახერხებენ.