Физические характеристики, такие как размер, масса и внутренняя структура нейтронных звёзд.Нейтронные звёзды — это коллапсировавшие ядра массивных звёзд, взорвавшихся как сверхновые. Они упаковывают примерно 1,4 массы Солнца в сферу диаметром около 20 километров, что делает их одними из самых плотных объектов во Вселенной. Их свойства — экстремальная плотность, быстрое вращение и интенсивные магнитные поля — определяются ядерной физикой в условиях, недостижимых на Земле. Ключевые характеристики включают твёрдую кору из богатых нейтронами ядер, возможное сверхтекучее внутреннее вещество и радиус, который удивительно нечувствителен к массе, — особенность, накладывающая ограничения на уравнение состояния ядерной материи.
Нейтронные звёзды были впервые предложены Вальтером Бааде и Фрицем Цвикки в 1934 году, вскоре после открытия нейтрона. Наблюдательно они были подтверждены в 1967 году с открытием пульсаров Джоселин Белл Бернелл и Энтони Хьюишем. Первые точные измерения массы и радиуса были получены из рентгеновских наблюдений в 2000-х годах, а гравитационно-волновая астрономия добавила новые данные в 2017 году.
Нейтронные звёзды удерживаются от гравитационного коллапса давлением вырождения нейтронов и, при более высоких плотностях, отталкивательными ядерными силами. Их структура описывается уравнением Толмена — Оппенгеймера — Волкова, которое связывает давление и плотность. Наблюдения масс нейтронных звёзд (часто около 1,4 солнечной массы, но до 2,1) и радиусов (обычно 10–14 км) помогают физикам определить уравнение состояния — соотношение между давлением и плотностью, которое до сих пор неопределённо при самых высоких плотностях. Сигналы гравитационных волн от слияний нейтронных звёзд, такие как GW170817, дали новые ограничения на их деформируемость и максимальную массу.
Изучение нейтронных звёзд — это естественная лаборатория для проверки ядерной физики при экстремальных плотностях, что даёт информацию для моделей вещества в столкновениях тяжёлых ионов и потенциально может помочь в разработке плотных материалов.
Чайная ложка вещества нейтронной звезды весила бы на Земле около 4 миллиардов тонн — примерно столько же, сколько весит всё человечество вместе взятое.
