лонів, в переході одних ядер в інші. При цьому структурний склад речовини на рівні елементарних часток не змінюється і не виникає нових його форм. Тим часом перетворення такого роду при досить високих температурах і тиску неминучі і грають важливу роль в астрофізиці.
При високих температурах тепловий випромінювання речовини вносить все більш помітний і навіть визначальний внесок у його енергію і тиск. Утворюється окрема фотонна компонента речовини, що знаходиться в рівновазі з іншими компонентами - ядерної та електронної. Відповідна межа позначена на діаграмі зеленої похилій прямій.
Правіше пролягають дві криві - теж зеленого кольору. Про що розповідають вони? p> Висока енергія, сконцентрована в речовині, може втілиться в електрон-позитронного пари, так що за порогом в десятки мільярдів градусів стає істотною позитронна компонента речовини. Двома порядками вище починається область термічної дисоціації речовини: важкі ядра розвалюються на більш легкі і нейтрони (у речовині з'являється нейтронна компонента), при більш високих температурах легкі ядра розпадаються на нуклони.
З іншими ефектами зустрінемося ми, наближаючись до верхньої межі області екстремальних станів по осі тисків. Ось найважливіші з них. p> Чим вище тиск, тим з більшою ймовірністю вільні електрони захоплюються ядрами і внутріядерні протони перетворюються на нейтрони. При великих тисках і щільностях ядра, перевантажені нейтронами, розвалюються, звільняючись від зайвих нейтронів, - виникає самостійна нейтронна компонента речовини (поріг нейтронізаціі позначений зеленої горизонтальної прямої). При ще великих щільностях ядра розвалюються остаточно і речовина перетворюється на суміш нейтронів, протонів і електронів, причому концентрація заряджених частинок в сотні разів менше концентрації нейтронів. Подальше зростання щільності супроводжується появою в речовині нових елементарних частинок, які в звичайних умовах нестабільні - мю-мезонів, гіперонів, резонансів і т. д.
Передбачення про можливе існування в природі нейтронного речовини було зроблено ще давно. Тоді ж було зазначено, що ця речовина слід шукати в надрах особливих (нейтронних) зірок. Такі зірки були відкриті і ототожнені з короткопериодной змінними джерелами випромінювання - пульсарами. На рис. 6 зображена модель пульсара середньої маси, яка використовується зараз астрофізиками. Зовнішня оболонка, кора, складається з нейтронноізбиточних ядер і частково вільних нейтронів. Серединний шар, мантія, являє собою нейтронно-протонно-електронну рідина. Нарешті, центральна частина, ядро, містить гіперони, резонанси і т. д.
В
Рис. 6. Модель внутрішньої будови пульсара середньої маси. 1 - зовнішня кора (ядра і електрони), 2 - внутрішня кора (ядра, електрони і нейтрони), 3 - мантія (нейтрони, протони й електрони); 4 - ядро ​​пульсара (нейтрони, протони, електрони, мезони, резонанси, гіперони)
В
Чим пояснити настільки часті спалаху їх випромінювання? Ймовірно, тим, що активна область на поверхні зірки випромінює безперервно, але в досить вузькому конусі. Пульсар обертається, і Земля на коротка мить потрапляє в промінь цього своєрідного прожектора і знову виходить з нього. Розтрачуючи енергію на випромінювання, пульсар повинен уповільнювати своє обертання. І це підтверджується даними астрономічних спостережень. Для прикладу можна вказати пульсар Крабовидної туманності (пульсар - залишок зірки, раптової, як наднова; туманність утворилася в результаті цього спалаху). Однак, на графіку убування кутової швидкості есть різкі скачки (рис. 7). Чим пояснити їх? Ймовірно, тим, що перебудова форми пульсара (кожної кутової швидкості відповідає своя конфігурація еліпсоїда обертання) не встигає за спадом кутової швидкості. У твердій оболонці пульсара виникають напруги, нарешті, вона розламується - в момент "зоретрус" стрибком змінюється форма пульсара і його момент інерції, й у повній відповідності з законом збереження моменту кількості руху стрибком змінюється і кутова швидкість зірки.
В
Рис. 7. Кутова швидкість пульсара повільно убуває з часом. У момент зоретрус вона зростає стрибком в силу того, що різко змінюється момент інерції зірки, але за час порядку тижня графік повертається на колишній "шлях"
Сказане відноситься до оболонки пульсара. Наскільки швидко змінять швидкість обертання внутрішні рідкі шари зірки? Все залежить від того, наскільки міцно зчеплені вони з зовнішніми шарами силами в'язкості.
Вимірявши час релаксації кутової швидкості, вдалося переконливо показати: нейтронне речовина в глибинних шарах пульсара знаходиться в рідкому стані; в'язкість цієї рідини мала настільки, що її слід вважати надтекучій. Домішка вільних протонів у нейтронної рідини становить близько відсотка, причому протонна компонента знаходиться в сверхтекучем стані. Надтекучість ж носіїв заряду...
