Пульсары

Оптические пульсары

В январе 1969 г. район пульсара в Крабовидной туманности был обследован оптическим телескопом с фотоэлектрической аппаратурой, способной регистрировать быстрые колебания блеска. Было отмечено существование оптического объекта с колебаниями блеска, имеющими такой же период, как и радиопульсар в этой туманности. Этим объектом оказалась звездочка 16-й величины в центре туманности. Она имела какой-то неразборчивый спектр без спектральных линий. Исследуя в 1942 г. Крабовидную туманность, В. Бааде указал на нее как на возможный звездный остаток сверхновой, а И.С. Шкловский в более поздние годы предполагал, что она является источником релятивистских частиц и фотонов высокой энергии. Но все это были лишь предположения. И вот звезда оказалась оптическим пульсаром
, имеющим одинаковые с радиопульсаром период и интеримпульсы, а физически она должна быть нейтронной звездой, расход энергии которой достаточен для поддержания свечения и всех видов излучений Крабовидной туманности. После открытия оптического пульсара были проведены поиски и в других остатках сверхновых, особенно в тех, где уже найдены радиопульсары. Но только в 1977 г. австралийским астрономам с помощью специальной техники удалось нащупать пульсацию в оптическом диапазоне исключительно слабой звездочки 25-й величины в остатке сверхновой Паруса X. Третий оптический пульсар нашли в 1982 г. в созвездии Лисички по радиоизлучению. Остатка сверхновой не найдено.

Что же собой представляет оптический пульсар?
Центральные компоненты спектральных линий SS 433 показывают перемещения с периодом 13 суток и изменения скорости движения от -73 до +73 км/с. Видимо, здесь также присутствует тесная двойная система, состоящая из оптически наблюдаемого горячего сверхгиганта классов О или В и невидимого в оптике рентгеновского компонента. Сверхгигант имеет массу более десяти солнечных, он раздулся до предельных границ собственной зоны тяготения, пополняет своим газом диск, окружающий по экватору вращения рентгеновский компонент. Плоскость диска перпендикулярна оси вращения компактного объекта, каким является рентгеновский компонент, а не лежит в орбитальной плоскости двойной системы. Поэтому диск и обе газовые струи ведут себя как наклонно вращающийся волчок, причем ось их вращения прецессирует (описывает конус), совершая один оборот за 164 суток (это известное явление прецессии вращающихся тел). Рентгеновский компонент, пожирающий газ диска и выбрасывающий струи, может быть нейтронной звездой.

Относятся к числу самых мощных космических источников гамма-излучения. Астрофизики очень хотят выяснить, каким образом эти нейтронные звезды ухитряются так сильно светить в гамма-диапазоне. До запуска телескопа Ферми было известно лишь около десятка гамма-пульсаров, в то время как общее число пульсаров составило примерно 1800. Теперь новая обсерватория стала открывать гамма-пульсары десятками. Ученые надеются, что ее работа дастмножество ценных сведений, которые помогут лучше понять природу гамма-пульсаров и других космическихгенераторов гамма-квантов.

В 2012 г. астрономы обнаружили при помощи орбитального гамма-телескопа «Ферми» быстрейший на сегодня гамма-пульсар в созвездии Центавра, совершающий один оборот за 2,5 миллисекунды и пожирающий при этом останки звезды-компаньона размером с Юпитер. (Га́мма-излуче́ние
(гамма-лучи
, γ-лучи
) — вид электромагнитного излучения с чрезвычайно малой длиной волны —

Рождение на кончике пера

Открытие в 1932 году новой элементарной частицы нейтрона заставило астрофизиков задуматься над тем, какую роль он может играть в эволюции звезд. Два года спустя было высказано предположение о том, что взрывы сверхновых звезд связаны с превращением обычных звезд в нейтронные. Затем были выполнены расчеты структуры и параметров последних, и стало ясно, что если небольшие звезды (типа нашего Солнца) в конце своей эволюции превращаются в белых карликов, то более тяжелые становятся нейтронными. В августе 1967 года радиоастрономы при изучении мерцаний космических радиоисточников обнаружили странные сигналы фиксировались очень короткие, длительностью около 50 миллисекунд, импульсы радиоизлучения, повторявшиеся через строго определенный интервал времени (порядка одной секунды). Это было совершенно не похоже на обычную хаотическую картину случайных нерегулярных колебаний радиоизлучения. После тщательной проверки всей аппаратуры пришла уверенность, что импульсы имеют внеземное происхождение. Астрономов трудно удивить объектами, излучающими с переменной интенсивностью, но в данном случае период был столь мал, а сигналы столь регулярны, что ученые всерьез предположили, что они могут быть весточками от внеземных цивилизаций.

А потому первый пульсар получил название LGM-1 (от английского Little Green Men «Маленькие Зеленые Человечки»), хотя попытки найти какой-либо смысл в принимаемых импульсах окончились безрезультатно. Вскоре были обнаружены еще 3 пульсирующих радиоисточника. Их период опять оказался много меньше характерных времен колебания и вращения всех известных астрономических объектов. Из-за импульсного характера излучения новые объекты стали называть пульсарами. Это открытие буквально всколыхнуло астрономию, и из многих радиообсерваторий начали поступать сообщения об обнаружении пульсаров. После открытия пульсара в Крабовидной Туманности, возникшей из-за взрыва сверхновой в 1054 году (эта звезда была видна днем, о чем упоминают в своих летописях китайцы, арабы и североамериканцы), стало ясно, что пульсары каким-то образом связаны с вспышками сверхновых звезд.

Скорее всего, сигналы шли от объекта, оставшегося после взрыва. Прошло немало времени, прежде чем астрофизики поняли, что пульсары это и есть быстро вращающиеся нейтронные звезды, которые они так долго искали.

Крабовидная туманность Вспышка этой сверхновой звезды (фото вверху), сверкавшей на земном небосклоне ярче Венеры и видимой даже днем, произошла в 1054 году по земным часам. Почти 1 000 лет это очень маленький срок по космическим меркам, и тем не менее за это время из остатков взорвавшейся звезды успела образоваться красивейшая Крабовидная туманность. Данное изображение является композицией двух картинок: одна из них получена космическим оптическим телескопом «Хаббл» (оттенки красного), другая рентгеновским телескопом «Чандра» (голубой). Хорошо видно, что высокоэнергичные электроны, излучающие в рентгеновском диапазоне, очень быстро теряют свою энергию, поэтому голубые цвета превалируют только в центральной части туманности. Совмещение двух изображений помогает более точно понять механизм работы этого удивительнейшего космического генератора, излучающего электромагнитные колебания широчайшего частотного диапазона от гамма-квантов до радиоволн. Хотя большинство нейтронных звезд было обнаружено по радиоизлучению, все же основное количество энергии они испускают в гамма- и рентгеновском диапазонах. Нейтронные звезды рождаются очень горячими, но достаточно быстро охлаждаются, и уже в тысячелетнем возрасте имеют температуру поверхности около 1 000 000 К. Поэтому только молодые нейтронные звезды сияют в рентгеновском диапазоне за счет чисто теплового излучения.

Нейтронные звезды

Астрономы кинулись искать объяснения находке Белл и Хьюиша. Их коллега по Кембриджу астроном Фред Хойл предположил, что эти импульсы может испускать нейтронная звезда, оставшаяся после взрыва сверхновой. Через несколько месяцев Томас Голд из Корнеллского университета предложил более развернутое объяснение: поток радиоволн от вращающейся нейтронной звезды пролетает мимо наблюдающего телескопа с каждым оборотом — так видно вспышку маяка с каждым поворотом лампы. Тем не менее, это впечатляет — нейтронная звезда может совершать полный оборот за секунду. Голд уверил, что это возможно, поскольку нейтронные звезды очень малы — лишь десятки километров в поперечнике. Сразу после взрыва сверхновой быстрое сжатие заставит их вращаться с высокой скоростью — как фигурист вращается быстрее, если прижмет руки к телу. У нейтронных звезд к тому же очень сильные магнитные поля. Именно они создают двойные радиопотоки, исходящие из полюсов звезды. Звезда вращается, и радиопотоки описывают в небе круги, которые выглядят как вспышки, если они направлены на Землю. Голд также предсказал, что пульсары будут постепенно замедляться от потери энергии, — и действительно: скорости вращения пульсаров уменьшаются на одну миллионную секунды в год.

Фред Хойл

Формирование, механизм, выключение

Схематический вид пульсара. Сфера в центре представляет нейтронную звезду, кривые указывают силовые линии магнитного поля, выступающие конусы представляют собой эмиссионные лучи, а зеленая линия представляет ось, по которой вращается звезда.

События, приводящие к образованию пульсара, начинаются, когда ядро ​​массивной звезды сжимается во время сверхновой , которая коллапсирует в нейтронную звезду. Нейтронная звезда сохраняет большую часть своего углового момента , и, поскольку она имеет лишь крошечную часть радиуса своей прародительницы (и, следовательно, ее момент инерции резко уменьшается), она формируется с очень высокой скоростью вращения. Луч излучения испускается вдоль магнитной оси пульсара, который вращается вместе с вращением нейтронной звезды. Магнитная ось пульсара определяет направление электромагнитного луча, причем магнитная ось не обязательно совпадает с осью его вращения. Это рассогласование приводит к тому, что луч виден один раз за каждый оборот нейтронной звезды, что приводит к «импульсному» характеру его появления.

В пульсарах с вращательным двигателем луч является результатом энергии вращения нейтронной звезды, которая генерирует электрическое поле в результате движения очень сильного магнитного поля, что приводит к ускорению протонов и электронов на поверхности звезды и созданию электромагнитного луча, исходящего от полюсов магнитного поля. Наблюдения симпатичнее из J0030-0451 показывают , что оба луча исходит из горячих точек , расположенных на южном полюсе , и что может быть более двух такими горячими точками на этой звезде. Это вращение со временем замедляется из-за излучения электромагнитной энергии. Когда период вращения пульсара существенно замедляется, считается, что механизм радиопульсара выключается (так называемая «линия смерти»). Это отключение, по-видимому, происходит примерно через 10–100 миллионов лет, что означает, что из всех нейтронных звезд, рожденных в 13,6-миллиардном возрасте Вселенной, около 99% больше не пульсируют.

Хотя общая картина пульсаров как быстро вращающихся нейтронных звезд широко распространена, Вернер Беккер из Института внеземной физики Макса Планка сказал в 2006 году: «Теория того, как пульсары испускают свое излучение, все еще находится в зачаточном состоянии, даже после почти сорока лет ее существования. работай.»

Общие сведения

Общая схема внутреннего строения

Эти интересные объекты, рождаются от некогда массивных гигантов, которые в четыре-восемь раз больше нашего Солнца. Происходит это во вспышке сверхновой.

После такого взрыва внешние слои выбрасываются в космос, ядро остается, но она больше не в состоянии поддерживать ядерный синтез. Без внешнего давления от вышележащих слоев, она коллапсирует и катастрофически сжимается.

Несмотря на свой малый диаметр — около 20 км, нейтронные звезды могут похвастаться в 1,5 раза большей массой нежели чем у нашего Солнца. Таким образом, они являются невероятно плотными.

Маленькая ложка вещества звезды на Земле будет весить около ста миллионов тонн. В ней протоны и электроны объединяются в нейтроны – этот процесс называется нейтронизацией.

Состав

Состав их неизвестен, предполагают, что они могут состоять из сверхтекучей нейтронной жидкости. Они обладают чрезвычайно сильным гравитационным притяжением, гораздо больше, чем у Земли и даже у Солнца. Это гравитационные силы особенно впечатляют, поскольку она имеет небольшой размер. Все они вращаются вокруг оси. При сжатии, угловой момент вращения сохраняется, а из-за уменьшения размеров, скорость вращения возрастает.

Нейтронные звезды в одной картинке

Из-за огромной скорости вращения, внешняя поверхность, представляющая собой твердую «кору» периодически трескается и происходят «звездотрясения», которые замедляют скорость вращения и сбрасывают «излишки» энергии в космос.

Ошеломляющее давление, которое существуют в ядре, может быть похоже на то, которое существовало в момент большого взрыва, но к сожалению, его нельзя смоделировать на Земле. Поэтому эти объекты являются идеальными природными лабораториями, где мы можем наблюдать энергии недоступные на Земле.

Радиопульсары

Радиоульсары были открыты в конце 1967 г. аспирантом Jocelyn Bell Burnell как радиоисточники, которые пульсируют на постоянной частоте. Радиация, испускаемая звездой, видна как пульсирующий источник излучения или пульсар.

Схематическое изображение вращения нейтронной звезды

Радиопульсары (или просто пульсар) — это вращающиеся нейтронные звезды, струи частиц которых, движутся почти со скоростью света, как вращающийся луч маяка.

После непрерывного вращения, в течение нескольких миллионов лет, пульсары теряют свою энергию и становятся нормальными нейтронными звездами. На сегодня известно только около 1000 пульсаров, хотя их могут быть сотни в галактике.

Радиопульсар в Крабовидной туманности

Некоторые нейтронные звезды испускают рентгеновское излучение. Знаменитая Крабовидная туманность — хороший пример такого объекта, образовавшейся во время взрыва сверхновой. Эта вспышка сверхновой наблюдалась в 1054 году нашей эры.

Ветер от Пульсара, видео телескопа Чандра

Радиопульсар в Крабовидной туманности, сфотографированный с помощью космического телескопа Хаббла через фильтр 547nm (зеленый свет) с 7 августа 2000 года по 17 апреля 2001 года.

Пульсар в Крабовидной туманности

Магнетары

Нейтронные звезды имеют магнитное поле в миллионы раз сильнее, чем самое сильное магнитное поле, производимое на Земле. Они также известны как магнетары.

Магнетар в представлении художника

Планеты у нейтронных звезд

На сегодня известно, что у четырех есть планеты. Когда она находится в двойной системе, то возможно измерить ее массу. Из числа таких двоичных систем в радио или рентгеновском диапазоне, измеренные массы нейтронных звезд были примерно в 1.4 раза больше массы Солнца.

Двойные системы

Аккрецирующая нейтронная звезда, схема

Совсем иной тип пульсаров виден в некоторых рентгеновских двойных системах. В этих случаях, нейтронная звезда и обычная образуют двойную систему. Сильное гравитационное поле тянет материал из обычной звезды. Материал, падающий на нее в процессе аккреции, нагревается так сильно, что производит рентгеновские лучи. Импульсные рентгеновские лучи видны, когда горячие пятна на вращающемся пульсаре проходят через луч зрения с Земли.

Для бинарных систем, содержащих неизвестный объект, эта информация помогает отличить: является ли он нейтронной звездой, или например черной дырой, потому что черные дыры куда более массивные.

Какие космические объекты называют пульсарами

В астрономии пульсаром называют разновидность нейтронной звезды — остаток гиганта, который пережил взрыв. Эти небольшие и плотные небесные тела вращаются с огромной скоростью, поэтому являются источниками периодического радио-, а также оптического, рентгеновского и гамма-излучения. Они испускают импульсы с определенной частотой. Периодичность, связанная с наклоном магнитного поля относительно оси вращения, составляет от 640 пульсаций в секунду до одной-единственной за целых пять.

Такие тела относятся к внешним переменным звездам, яркость и интенсивность излучения которых меняется в зависимости от происходящих в них физических изменений.

Пульсары невозможно увидеть с Земли невооруженным глазом. Обнаружить их помогают радиотелескопы — улавливают излучение, когда объект повернут к нашей планете испускающим радиоволны участком. Когда звезда поворачивается другой стороной, сигнал пропадает.

Крабовидная туманность, в центре которой расположен пульсар PSR B0531+21 (совмещенное изображение оптической фотосъемки телескопа «Хаббл» и рентгеновской обсерватории «Чандра») / NASA/HST/ASU/J. Hester

В космосе ученые обнаружили массу тел, которые испускают радиоизлучение короткими импульсами. В том числе и квазары.

Квазары удалось обнаружить в 1960-х годах, обратив внимание на странный источник радиоизлучения. Это активные ядра галактик размером примерно с Солнечную систему

Ученые выяснили, что в центре квазаров находятся пожирающие материю черные дыры массой в миллиарды солнц, аккреционные диски которых — мощнейшие источники энергии.

В центре Млечного Пути, возможно, тоже существовал квазар миллионы лет назад. Со временем вещества, которое могла бы поглотить черная дыра, стало мало, и этот процесс остановился.

Миллисекундный пульсар

Миллисекундный пульсар (англ. Millisecond pulsar, MSP) — пульсар с периодом вращения в диапазоне от 1 до 10 миллисекунд. Подобные пульсары были обнаружены в радио-, рентгеновском и гамма-диапазоне волн электромагнитного спектра. Теория происхождения всех миллисекундных пульсаров полностью не разработана. Наиболее распространенная теория их образования говорит, что они начинают свою жизнь как пульсары с небольшими периодами вращения, но затем постепенно раскручивается путём аккреции. По этой причине пульсары иногда называют «раскрученными пульсарами» (англ. recycled pulsars). Миллисекундные пульсары являются членами маломассивных рентгеновских двойных систем. Рентгеновское излучение в этих системах исходит от аккреционного диска вокруг нейтронной звезды, на которую перетекают внешние слои звезды-компаньона, переполнившей свою полость Роша. Передача углового момента через аккреционный диск теоретически может увеличить скорость вращения пульсара до сотен оборотов в секунду. Магнитное поле миллисекундных пульсаров значительно слабее, чем у других пульсаров, поэтому энергию вращения они теряют медленно, и время их возможной жизни сопоставимо с возрастом Наблюдаемой Вселенной. Это, в свою очередь, означает, что миллисекундные пульсары возникают очень редко. Они характерны для шаровых скоплений, где обычная нейтронная звезда может захватить другую звезду. Миллисекундные пульсары являются старыми пульсарами, хотя не все старые пульсары вращаются быстро. Одиночные старые пульсары, двойные пульсары, а также члены любых широких двойных систем не могут раскручиваться, и вращение их со временем только замедляется.

Тем не менее в последнее время появились свидетельства того, что стандартная модель эволюции не в состоянии объяснить происхождение всех миллисекундных пульсаров, особенно молодых пульсаров с относительно высокими магнитными полями, например, PSR B1937 +21. Кизильтян (Kızıltan) и Торсет (Thorsett) показали, что миллисекундные пульсары должны формироваться в результате, по крайней мере, двух различных процессов. Но природа второго процесса остаётся непонятной.

Многие миллисекундные пульсары находятся в шаровых скоплениях. Это согласуется с теорией их формирования путём раскрутки, так как чрезвычайно высокая плотность звёзд в этих скоплениях предполагает гораздо более высокую вероятность того, что пульсар будет иметь гигантскую звезду-компаньона или захватит её. В настоящее время известно около 130 миллисекундных пульсаров в шаровых скоплениях: Шаровое скопление Terzan 5 содержит 33 таких пульсара, 47 Тукана — 22, M28 и M15 по 8 пульсаров каждое.

Миллисекундные пульсары испускают импульсы с очень высокой точностью, лучше, чем лучшие атомные часы. Это делает их очень чувствительными зондами. Например, всё, что вращается по орбите вокруг миллисекундных пульсаров, вызывает периодические доплеровские сдвиги их импульсов во времени, которые затем могут быть проанализированы, чтобы выявить наличие компаньона и с высокой точностью измерить орбиту и массу объекта. Метод настолько чувствителен, что с его помощью можно обнаружить даже объекты размером с астероид, если они находятся на орбите миллисекундного пульсара. Первая подтверждённая экзопланета, за несколько лет до первого открытия экзопланет вокруг «нормальных» звёзд, была обнаружена на орбите вокруг миллисекундного пульсара PSR B1257 +12. Эти планеты земной массы оставались в течение многих лет единственными объектами такого рода, известными за пределами нашей Солнечной системы. И один из них (возможно, даже комета), с меньшей массой, сравнимой с массой нашей Луны, по сей день является объектом наименьшей массы, известным за пределами Солнечной системы.

Категории

В соответствии с источником мощности электромагнитного излучения в настоящее время астрономам известны три различных класса пульсаров :

  • вращающиеся пульсары, мощность которых обеспечивает потеря вращательной энергии звезды,
  • аккреционные питанием пульсары ( с учетом большинства , но не всех рентгеновских пульсаров ), где из сросшихся материя является источником энергии (получение рентгеновского излучения, которые могут наблюдаться с Земли),
  • магнетары , где распад чрезвычайно сильного магнитного поля дает электромагнитную энергию.

Хотя все три класса объектов являются нейтронными звездами, их наблюдаемое поведение и физика, лежащая в основе, совершенно разные. Однако есть некоторые связи. Например, рентгеновские пульсары , вероятно, являются старыми вращательными пульсарами, которые уже потеряли большую часть своей мощности и стали снова видимыми только после того, как их двойные спутники расширились и начали переносить вещество на нейтронную звезду.

Процесс аккреции, в свою очередь, может передать нейтронной звезде достаточный угловой момент, чтобы «переработать» ее как миллисекундный пульсар с вращательной силой . Когда это вещество попадает на нейтронную звезду, считается, что оно «хоронит» магнитное поле нейтронной звезды (хотя детали неясны), оставляя миллисекундные пульсары с магнитными полями в 1000–10 000 раз слабее средних пульсаров. Это слабое магнитное поле менее эффективно для замедления вращения пульсара, поэтому миллисекундные пульсары живут миллиарды лет, что делает их самыми старыми из известных пульсаров. Миллисекундные пульсары видны в шаровых скоплениях, которые перестали образовывать нейтронные звезды миллиарды лет назад.

Для изучения состояния вещества нейтронной звезды представляют интерес наблюдаемые сбои скорости вращения нейтронной звезды. Эта скорость уменьшается медленно, но неуклонно, за исключением случайного внезапного изменения — « сбоя ». Одна модель, предложенная для объяснения этих сбоев, состоит в том, что они являются результатом « звездотрясений », которые регулируют кору нейтронной звезды. Также были разработаны модели, в которых сбой возникает из-за разъединения, возможно, сверхпроводящего внутреннего пространства звезды. В обоих случаях момент инерции звезды изменяется, но ее угловой момент не изменяется, что приводит к изменению скорости вращения.

Типы нейтронных звезд (24 июня 2020 г.)

Разрушенный переработанный пульсар

Когда две массивные звезды рождаются близко друг к другу из одного и того же газового облака, они могут образовывать двойную систему и вращаться вокруг друг друга с момента рождения. Если эти две звезды будут хотя бы в несколько раз массивнее нашего Солнца, их жизни обе закончатся взрывами сверхновых. Более массивная звезда взрывается первой, оставляя после себя нейтронную звезду. Если взрыв не отбросит вторую звезду, двойная система выживет. Нейтронную звезду теперь можно увидеть как радиопульсар, она медленно теряет энергию и вращается. Позже вторая звезда может раздуваться, позволяя нейтронной звезде поглотить свое вещество. Материя, падающая на нейтронную звезду, раскручивает ее и уменьшает ее магнитное поле.

Это называется «рециклингом», потому что он возвращает нейтронную звезду в быстро вращающееся состояние. Наконец, вторая звезда также взрывается сверхновой, образуя еще одну нейтронную звезду. Если этот второй взрыв также не разрушит двойную систему, образуется двойная двойная нейтронная звезда. В противном случае развернутая нейтронная звезда останется без спутника и превратится в «разрушенный повторно используемый пульсар», вращающийся от нескольких до 50 раз в секунду.

Состав

Состав их неизвестен, предполагают, что они могут состоять из сверхтекучей нейтронной жидкости. Они обладают чрезвычайно сильным гравитационным притяжением, гораздо больше, чем у Земли и даже у Солнца. Это гравитационные силы особенно впечатляют, поскольку она имеет небольшой размер. Все они вращаются вокруг оси. При сжатии, угловой момент вращения сохраняется, а из-за уменьшения размеров, скорость вращения возрастает.

Нейтронные звезды в одной картинке

Из-за огромной скорости вращения, внешняя поверхность, представляющая собой твердую «кору» периодически трескается и происходят «звездотрясения», которые замедляют скорость вращения и сбрасывают «излишки» энергии в космос.

Ошеломляющее давление, которое существуют в ядре, может быть похоже на то, которое существовало в момент большого взрыва, но к сожалению, его нельзя смоделировать на Земле. Поэтому эти объекты являются идеальными природными лабораториями, где мы можем наблюдать энергии недоступные на Земле.

Почему у пульсара такие свойства

Откуда у пульсаров такая скорость вращения и такое магнитное поле. Что касается скорости, здесь всё объясняется законом сохранение момента импульса. Этот же эффект мы видим, когда фигурист сводит руки и его вращение ускоряется. До коллапса звезда и так вращалась, однако, когда значительная часть массы звезды уменьшилась в огромное количество раз в объёме, и за сохранение момента импульса, как и фигурист, она начала вращаться гораздо быстрее. Магнитные линии же при коллапсе переносятся, но становится ближе и на много порядков увеличивается интенсивность. Притом что пульсар размером всего с город, магнитные поля в триллионы раз мощнее нашей планеты. Период обращения одного обнаруженного пульсара как мы помним 1,3 секунды, что может показаться достаточно быстрым. Представьте себе 10-20 километровый шар совершает полный оборот за секунду с небольшим. А как это далеко от рекордсменов по скорости. Давайте приведём несколько примеров, а заодно их послушаем. Кстати, звуки, которые вы сейчас услышите напрямую соотноситься с данными наблюдений этих конкретных пульсаров.

Период пульсара PSR B0329+54 примерно 0,7 секунды, то есть за секунду он успевает сделать одну целую четыре десятых вращения. Давайте послушаем его.

А это известный пульсар в парусах, он совершает 11 оборотов в секунду.

Пульсар в центре Крабовидной туманности 30 оборотов в секунду, вот его звук.

Следующий уже миллисекунды пульсар PSR J0437−4715, мы уже не слышим отдельных импульсов, а скорее один тон ведь он вращается со скоростью сто семьдесят четыре раза в секунду.

И последний пример первый открытый миллисекундный пульсар PSR B1937+21 он совершает 642 оборота в секунду, он вращается с невообразимой скоростью в четверть скорости света, давайте его послушаем.

По периоду вращения он на втором месте среди всех известных пульсаров быстрее только пульсар PSR J1748−2446ad, который совершает 707 оборотов в секунду.

Предположительно существует предел периода обращения, он может составлять полторы тысячи оборотов в секунду, превысив его нейтронная звезда уже может разрушиться.

Но можно ли увидеть пульсар не с помощью радио или рентгеновского диапазона, а в видимом свете.

Да и их называют оптическими пульсарами, правда, их известно очень мало, от европейской южной обсерватории их всего 9. Это при том что всего известно более 2000 пульсаров. В этом списке оптических пульсаров есть и те, о которых мы уже говорили. Например, пульсар в центре знаменитый Крабовидной туманности. Вот снимок телескопа Хаббл пульсара.

Эта звезда в центральном круге, ну и, конечно, хочется увидеть это не виде статичных картинок, а в движение. Это замедленная анимация.

Как вы помните пульсар Крабовидной туманности делает 30 оборотов в секунду, а это потрясающая анимация из 24 наблюдений Хаббла в окружении пульсара в видимом диапазоне. Мы видим струи и кольца вокруг пульсара в динамике.

https://vk.com/video_ext.php

По оценкам учёных в нашей галактике может быть около миллиарда нейтронных звёзд. Однако, как уже сказано, что пока было обнаружено лишь более 2000 пульсаров и большинство нейтронных звёзд это и есть пульсары. Почему же мы так мало их находим. Во-первых, это их возраст. Хоть периодичность пульсаров и настолько предсказуемо, что их можно использовать как высокоточные часы, они не будут так вращаться и излучать вечно. Возраст большинства нейтронных звёзд составляет миллиарды лет. У них было достаточно времени, чтобы замедлить вращение и остыть настолько, чтобы стать невидимыми или почти невидимыми на разных длинах волн.

Тот же пульсар Крабовидной туманности молодой ему около тысячи лет, и мы можем рассматривать его в разных диапазонах. Но даже у молодых пульсаров узкие радиопотоки, как уже говорилось, они могут быть просто не направлены на нас, поэтому учёные используют и гаммы обсерватории вроде «Fermi» или «Чандра» для обнаружения таких пульсаров, что могут быть не видны в радиодиапазоне.

А ещё есть пульсары в различных двойных системах. И, конечно, про магнетары, ещё одни экстремальные представители и без того экстремальных нейтронных звёзд, но об этом в других статьях.

Ну вот и всё, надеюсь, вам было понятно и интересно. Напоследок, вверху предлагаю вам послушать «Музыку пульсаров», это очень красиво и увлекательно. Удачи вам, любите космос.

LiveInternetLiveInternet

Цитата сообщения izzida

Прочитать целикомВ свой цитатник или сообщество!

Пульсар — это космический источник радио, оптического, рентгеновского, гамма – излучений, приходящих на Землю в виде периодических всплесков (импульсов). (Википедия).

В конце шестидесятых годов прошлого столетия, а точнее в июне 1967 года, Джоселин Белл, аспирантка Э. Хьюиша, при помощи меридианного радиотелескопа, установленного в Маллардской радиоастрономической обсерватории университета Кембридж, открыла первый источник импульсного излучения, названный впоследствии пульсаром.

В феврале 1968 года в прессе было опубликовано сообщение об открытии внеземных радиоисточников, отличающихся быстро переменной высокостабильной частотой неизвестного происхождения. Это событие вызвало сенсацию в научном обществе. Уже к концу 1968 года мировыми обсерваториями было открыто еще 58 подобных объектов. После внимательного изучения их свойств, астрофизики пришли к выводу, что пульсар – это не что иное, как нейтронная звезда, испускающая узконаправленный поток радиоизлучения ( импульс) через равный промежуток времени при вращении объекта, попадающий в поле зрения внешнего наблюдателя.

Нейтронные звёзды – это один из самых загадочных объектов вселенной, пристально изучаемый астрофизиками всей планеты.

В наши дни только приоткрылась завеса над природой рождения и жизни пульсаров. Наблюдения зафиксировали, что их образование происходит после гравитационного коллапса старых звёзд.

Превращение протонов и электронов в нейтроны с образованием нейтрино (нейтронизация), происходит при невообразимо огромных плотностях вещества.

Другими словами, обычная звезда, массой, примерно, в три наших Солнца, сжимается до размеров шара, с диаметром в 10 км.Так образовывается нейтронная звезда, верхние слои которой «утрамбованы» до плотности 104 г/см3, а слои её центра до 1014 г/см3 . В этом состоянии нейтронная звезда похожа на атомное ядро, невообразимо огромных размеров и температуры в сотню миллионов градусов по Кельвину.

Считается, что самое плотное вещество во Вселенной находится внутри нейтронных звёзд.

Кроме нейтронов, в центральных областях звезды находятся сверхтяжёлые элементарные частицы – гипероны. Они крайне нестабильны в условиях Земли. Возникающие иногда странные явления «звёздотрясения», происходящие в коре пульсаров, очень напоминают аналог земных.

После открытия нейтронной звезды, некоторое время результаты наблюдения скрывались, поскольку была выдвинута версия об её искусственном происхождении.

В связи с этой гипотезой, первый пульсар получил название LGM-1 (сокр. от Little Green Men – «маленькие зелёные человечки»). Однако последующие наблюдения не подтвердили наличие «доплеровского» смещения частоты, характерное источникам, совершающим орбитальное движение вокруг звезды.

Во время наблюдений, астрофизиками было установлено то, что двойная система, состоящая из нейтронной звезды и чёрной дыры, может быть индикатором дополнительных измерений нашего пространства.

С открытием пульсаров не кажется бредовой идея того, что небо полно алмазных звёзд. Красивое поэтическое сравнение теперь стало явью. Совсем недавно возле пульсара PSR J1719−1438 учёные обнаружили планету, которая представляет собой необъятных размеров алмазный кристалл.

Её вес сродни весу Юпитера, а диаметр в пять раз больше земного.

Сколько живут пульсары?

До последнего момента считалось, что самый короткий период пульсара имел 0,333 секунды.

В созвездии Лисички, в 1982 году, в Аресибской обсерватории (Пуэрто-Рико), был зафиксирован пульсар с периодом 1, 558 миллисекунды!Он находится от Земли на расстоянии больше восьми тысяч световых лет. Окружённый остатками горячей туманности, пульсар образовался после взрыва, произошедшего около 7500 лет назад. Последний миг жизни одной из взорвавшихся старых звёзд стал рождением сверхновой, которая будет существовать ещё 300 миллионов лет.

После открытия первых нейтронных звёзд прошло более сорока лет. Сегодня известно, что они являются источниками регулярных импульсов рентгеновского и радиоизлучения и, тем не менее, остаётся вариант того, что пульсары вполне реально могут служить небесными радиомаяками, используемыми внеземными цивилизациями из других галактик при перемещениях НЛО в космическом пространстве.

О Пульсарах

Пульсар. Нейтронная звезда.

Открытие.

Первый пульсар открыли случайно в 1967 астрономы Кембриджского университета Дж. Белл и Э.Хьюиш. Испытывая новый радиотелескоп с аппаратурой для регистрации быстропеременного космического излучения, они неожиданно обнаружили цепочки импульсов, приходящих с четкой периодичностью. Первый пульсар имел период 1,3373 с и длительность импульса 0,037 с. Ученые назвали его CP 1919, что значит «кембриджский пульсар» (Cambridge Pulsar), имеющий прямое восхождение 19 ч 19 мин. К 1997 усилиями всех радиоастрономов мира было открыто более 700 пульсаров. Исследование пульсаров проводится с помощью крупнейших телескопов, поскольку для регистрации коротких импульсов необходима высокая чувствительность.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector