Нейтронные звезды — чрезвычайно плотные остатки звезд, которые подверглись вспышкам сверхновых — появляются в художественной литературе с 1960-х годов. Их огромные гравитационные поля и возникающие в результате этого экстремальные приливные силы являются повторяющейся точкой фокусировки. Некоторые работы изображают нейтронные звезды как укрытие экзотических инопланетных форм жизни , в то время как другие фокусируются на обитаемости окружающей системы планет . Слияния нейтронных звезд и их потенциал вызывать события вымирания на межзвездных расстояниях из-за огромного количества высвобождаемой радиации также иногда фигурируют. Нейтроний , вырожденное вещество , из которого состоят нейтронные звезды, часто появляется как материал, существующий вне их в научной фантастике ; в реальности он, вероятно, не был бы стабильным.
С тех пор, как они были впервые выдвинуты в качестве гипотезы, нейтронные звезды стали частью среды научной фантастики. [ Энциклопедия научной фантастики ] описывает терминологию как «широко используемую в НФ». Действительно, нейтронные звезды и пульсары часто появляются как часть фоновой обстановки научно-фантастических рассказов. [...] Однако в этих случаях сюжет редко вращается вокруг их свойств, хотя существуют несколько исключений.
Элизабет Стэнвэй, 2024 [1]
Когда в ядре звезды заканчивается топливо, доступное для ядерного синтеза , она подвергается гравитационному коллапсу , поскольку больше нет достаточного внешнего давления, чтобы противодействовать внутренней силе гравитации. Для звезд, похожих на Солнце по массе, это создает плотный звездный остаток, известный как белый карлик , но для более массивных звезд это вместо этого приводит к взрыву сверхновой . [1] [2] [3] [4] [5] Большая часть массы звезды выбрасывается при этом взрыве, и судьба ядра остатка зависит от его массы: самые массивные коллапсируют в одну точку, известную как сингулярность , и образуют черную дыру , в то время как менее массивные образуют нейтронные звезды . [1] [2] [4] [6] [7] В нейтронной звезде сила гравитации сжала атомы до точки, в которой пространство между протонами в ядре и электронами вокруг него исчезло, и они объединились, образовав нейтроны . [3] [4] [6] [7] [8] Полученная вырожденная материя, состоящая полностью из нейтронов, находящихся в непосредственной близости друг от друга — нейтроний — имеет плотность порядка триллионов раз больше, чем у обычной материи, и в миллионы раз больше, чем у белого карлика. [3] [4] [6] [7] По мере того, как звезда сжимается до гораздо меньших размеров, скорость ее вращения увеличивается вследствие сохранения углового момента ; период вращения изначально составляет от доли секунды до нескольких секунд, и скорость замедляется по мере старения нейтронной звезды. Сочетание быстрого вращения и сильного магнитного поля нейтронной звезды производит электромагнитное излучение , направление которого быстро и циклически меняется, подобно свету маяка : такие объекты известны как пульсары . [1] [2] [3] [4]
Нейтронная звезда имеет массу, сравнимую с массой Солнца , но сравнительно небольшой размер, порядка нескольких километров или миль, что приводит к чрезвычайно сильному гравитационному полю . [1] [3] [4] Таким образом, поверхностная гравитация становится в миллиарды раз больше земной , [1] [2] [4] и объекты могут приблизиться к ее гравитационному центру настолько, что приливная сила — разница в силе притяжения, испытываемая ближним и дальним концом объекта — может быть эквивалентна многим тысячам или миллионам раз больше силы притяжения Земли. [1] [4] [8] В первом произведении научной фантастики , описывающем нейтронную звезду, рассказе Ларри Нивена 1966 года « Нейтронная звезда », космический путешественник подвергается опасности, когда космический корабль приближается к нейтронной звезде слишком близко, и приливные силы угрожают разорвать его на части. [1] [3] [6] [8] Рассказ Артура Кларка 1970 года « Нейтронный прилив » повествует о разрушении космического корабля приливными силами нейтронной звезды. [1] [6] [8] Помимо того, что экстремальная гравитация нейтронных звезд представляет опасность, она используется для гравитационных маневров в романе Грегори Бенфорда 1978 года «Звезды в саване» и для экспериментов с искажением времени в эпизоде 1988 года « У нас всегда будет Париж » сериала « Звездный путь: Следующее поколение ». [2] [3] [4]
Некоторые авторы представляли себе экзотические формы жизни, которые могли бы обитать на нейтронных звездах. [1] В романе Роберта Л. Форварда 1980 года «Яйцо дракона» и его продолжении 1985 года «Звездотрясение » инопланетный вид живет на поверхности нейтронной звезды. Из-за экстремальных условий с точки зрения гравитации и температуры эти формы жизни сильно сплющены, а их биология и структура основаны на сильных силовых взаимодействиях между атомными ядрами, а не на электромагнитных взаимодействиях между целыми атомами повседневной химии; в результате биохимические процессы происходят в гораздо более короткие сроки, и цивилизация развивается очень быстро. [1] [2] [3] [9] Аналогичным образом, роман Стивена Бакстера 1993 года «Поток » описывает микроскопический вид, живущий внутри нейтронной звезды. [1] И в «Звездотрясении» , и в «Потоке » звездные формы жизни подвергаются опасности из-за звездотрясений и возникающих в результате этого сбоев , нарушений скорости вращения нейтронной звезды. [1]
В других работах рассматривается обитаемость систем нейтронных звезд , а не сами нейтронные звезды; поскольку образование нейтронных звезд является побочным продуктом событий сверхновых, любая жизнь, существовавшая в системе до этого момента, вряд ли выживет, и жизни придется либо эволюционировать заново, либо появиться откуда-то еще впоследствии. [1] Роман Нивена 1984 года «Интегральные деревья» и его продолжение 1987 года «Дымовое кольцо» разворачиваются вокруг нейтронной звезды в газовом торе, образованном из частично разрушенного газового гиганта , где в постоянном свободном падении существует разнообразная экосистема . [1] [10] [11] Энергетическое существо живет в туманности вокруг нейтронной звезды в эпизоде 1992 года « Воображаемый друг » сериала «Звездный путь: Следующее поколение ». [1] В рассказе Бакстера 2006 года « Войны призраков » планета, вращающаяся вокруг двойной звезды-компаньона нейтронной звезды, обитаема, но поскольку звезда-компаньон находится в процессе поглощения нейтронной звездой, она не может оставаться таковой долго. [1]
Слияния нейтронных звезд высвобождают огромное количество радиации, которая может вызвать вымирание на межзвездных расстояниях. [3] В романе Грега Игана 1997 года «Диаспора» , где большая часть человечества далекого будущего приняла постгуманизм и загрузила свои разумы в компьютеры , оставшаяся часть уничтожается, когда излучение от такого события достигает Земли. [3] [12] Помимо описаний последствий, роман Бакстера 2000 года «Многообразие: Космос» ( он же «Космос: Многообразие 2 ») описывает строительство огромных радиационных щитов , которые должны были служить защитой, а телесериал 2005–2006 годов «Порог» изображает подготовку к ожидаемому уничтожению Земли ударной волной от слияния нейтронных звезд. [1] [3] Противоположный процесс разрушения нейтронной звезды двойным компаньоном появляется в романе Эрика Котани 1999 года « Смерть нейтронной звезды» . В этой истории наблюдатели беспокоятся, что потеря массы может привести к обратному процессу образования нейтронов, что приведет к быстрому высвобождению потенциально катастрофического количества энергии. [1]
Нейтроний , из которого состоят нейтронные звезды, был впервые выдвинут в качестве субстанции в 1920-х годах, до того, как сам нейтрон был подтвержден как реальная субатомная частица . [7] Он часто появляется в научной фантастике как материал, существующий вне нейтронных звезд, хотя астрофизик Элизабет Стэнвэй пишет, что он, скорее всего, не был бы стабильным за пределами этих экстремальных гравитационных условий. [1] [7] В рассказе Нивена 1968 года « Прилив » десятифутовый кусок нейтрония уничтожает космический корабль мусорщиков, которые ошибочно принимают его за ценный артефакт из-за его гравитационного воздействия. [3] [13] [14] В рассказе Роберта Сильверберга 1987 года «Железная звезда » миссия по извлечению нейтрония из нейтронной звезды приводит к первому контакту с инопланетным видом в окрестностях звезды. [1] В романе Питера Ф. Гамильтона 1997 года «Нейтрониевый алхимик » нейтроний синтезируется и используется в качестве оружия. [7]
