מתי התגלה הפולסר הראשון? פולסר

תוכן המאמר

PULSAR,עצם אסטרונומי הפולט פולסים חזקים, תקופתיים לחלוטין של קרינה אלקטרומגנטית, בעיקר בטווח הרדיו. האנרגיה הנפלטת בפולסים היא רק חלק קטן מכלל האנרגיה שלה. כמעט כל הפולסרים הידועים נמצאים בגלקסיה שלנו. לכל פולסר יש תקופת פעימה משלו; הם נעים בין 640 פולסים לשנייה לפולס אחד כל 5 שניות. התקופות של רוב הפולסרים נעות בין 0.5 ל-1 שניות. מדידות מדויקות מראות שבדרך כלל התקופה בין הפולסים גדלה במיליארדית השנייה ביום; זה בדיוק מה שצריך לצפות כאשר סיבוב הכוכב מאט, ומאבד אנרגיה בתהליך הקרינה.

גילוי הפולסרים ב-1967 היה הפתעה גדולה, שכן תופעות כאלה לא נחזו קודם לכן. עד מהרה התברר כי תופעה זו קשורה לפעימות רדיאליות או לסיבוב כוכבים. אבל לא כוכבים רגילים ואפילו לא ננסים לבנים יכולים לפעום באופן טבעי בתדירות כה גבוהה. הם גם לא יכולים להסתובב כל כך מהר - הכוח הצנטריפוגלי יקרע אותם לגזרים. זה יכול להיות רק גוף צפוף מאוד, המורכב מחומר שנחזה על ידי L.D ור. אופנהיימר בשנת 1939. בחומר זה, גרעיני האטומים נלחצים זה בזה. רק כוח הכבידה העצום, שרק גופים מסיביים מאוד כמו כוכבים מחזיקים בו, יכול לדחוס חומר עד כדי כך. בצפיפות עצומה, תגובות גרעיניות ממירות את רוב החלקיקים לנייטרונים, וזו הסיבה שגופים כאלה נקראים כוכבי נויטרונים.

הפולסר החזק PSR 0531+21, הממוקם בערפילית הסרטנים, נחקר בפירוט רב ביותר. כוכב נויטרונים זה עושה 30 סיבובים בשנייה והשדה המגנטי המסתובב שלו עם אינדוקציה של 10 12 G "עובד" כמו מאיץ ענק של חלקיקים טעונים, ומעניק להם אנרגיה של עד 10 20 eV, שזה פי 100 מיליון יותר מאשר ברוב המקרים. מאיץ חזק על כדור הארץ. עוצמת הקרינה הכוללת של הפולסר הזה גבוהה פי 100,000 מזה של השמש. פחות מ-0.01% מהספק זה מגיע מפולסי רדיו, בערך. 1% נפלט כפולסים אופטיים וכ. 10% - בצורה של צילומי רנטגן. הכוח הנותר מגיע כנראה מפליטת רדיו בתדר נמוך וחלקיקים אלמנטריים בעלי אנרגיה גבוהה - קרניים קוסמיות.

משך פעימת הרדיו בפולסאר טיפוסי הוא רק 3% מרווח הזמן בין הפולסים. פולסים המגיעים באופן עקבי שונים מאוד זה מזה, אך הצורה הממוצעת (המוכללת) של הדופק שונה עבור כל פולסר ונשמרת לשנים רבות. ניתוח צורת הדופק הראה הרבה דברים מעניינים. בדרך כלל, כל פולס מורכב ממספר תת-פולסים ש"נסחפים" לאורך פרופיל הדופק הממוצע. עבור חלק מהפולסרים, צורת הפרופיל הממוצע יכולה להשתנות פתאום, לעבור מצורה יציבה אחת לאחרת; כל אחד מהם נמשך מאות רבות של פולסים. לפעמים כוח הדופק יורד ואז מתאושש. "הקפאה" זו יכולה להימשך בין מספר שניות למספר ימים.

לאחר ניתוח מפורט, תת-פולסים חושפים מבנה עדין: כל פעימה מורכבת ממאות מיקרופולסים. אזור הפליטה של ​​מיקרופולס כזה על פני הפולסר הוא בגודל של פחות מ-300 מ' במקרה זה, עוצמת הפליטה דומה לזה של השמש.

מנגנון הפעולה של פולסר.

עד כה, יש רק תמונה משוערת של פעולתו של פולסר. הוא מבוסס על כוכב נויטרונים מסתובב עם שדה מגנטי רב עוצמה. השדה המגנטי המסתובב לוכד חלקיקים גרעיניים הבורחים מפני השטח של הכוכב ומאיץ אותם לאנרגיות גבוהות מאוד. חלקיקים אלה פולטים קוואנטות אלקטרומגנטיות בכיוון תנועתם, ויוצרים קרני קרינה מסתובבות. כאשר הקרן מכוונת לכדור הארץ, אנו מקבלים דופק קרינה. לא לגמרי ברור מדוע לדחפים הללו יש מבנה כה ברור; אולי רק אזורים קטנים של פני השטח של כוכב הנייטרונים פולטים חלקיקים לשדה המגנטי. לא ניתן להאיץ חלקיקים בעלי אנרגיה מרבית בנפרד; נראה שהם יוצרים אלומות המכילות אולי 1012 חלקיקים, המואצים כחלקיק בודד. זה גם עוזר להבין את הגבולות החדים של הפולסים, שכל אחד מהם קשור כנראה לאלומת חלקיקים נפרדת.

פְּתִיחָה.

הפולסר הראשון התגלה במקרה בשנת 1967 על ידי האסטרונומים של אוניברסיטת קיימברידג' ג'יי בל ו-E. Hewish. תוך כדי בדיקת טלסקופ רדיו חדש עם ציוד להקלטת קרינה קוסמית המשתנה במהירות, הם גילו במפתיע שרשראות של פולסים שהגיעו במחזוריות ברורה. לפולסר הראשון היה פרק זמן של 1.3373 שניות ומשך פעימה של 0.037 שניות. מדענים קראו לו CP 1919, שפירושו "קיימברידג' פולסר", שיש לו עלייה ימנית של 19 שעות 19 דקות. עד שנת 1997, באמצעות מאמציהם של כל אסטרונומי הרדיו בעולם, התגלו יותר מ-700 פולסרים. מחקר פולסר מתבצע באמצעות הטלסקופים הגדולים ביותר, שכן נדרשת רגישות גבוהה כדי לזהות פולסים קצרים.

המבנה של פולסר.

לכוכבי ניוטרונים יש ליבה נוזלית וקרום מוצק בקירוב. 1 ק"מ. לכן, מבנה הפולסרים מזכיר יותר כוכבי לכת מאשר כוכבים. סיבוב מהיר מוביל לאפליות מסוימת של הפולסר. הקרינה נושאת אנרגיה ותנע זוויתי, מה שגורם להאטת הסיבוב. עם זאת, הקרום הקשה מונע מהפולסר להפוך בהדרגה לכדורי. ככל שהסיבוב מואט, מתח מצטבר בקרום ולבסוף הוא נשבר: הכוכב הופך בפתאומיות מעט יותר כדורי, הרדיוס המשווני שלו יורד (ב-0.01 מ"מ בלבד), ומהירות הסיבוב (כתוצאה משימור המומנטום) עולה מעט. . ואז שוב באה האטה הדרגתית בסיבוב ו"רעידת כוכבים" חדשה, המובילה לזינוק במהירות הסיבוב. לפיכך, על ידי לימוד שינויים בתקופות של פולסרים, ניתן ללמוד הרבה על הפיזיקה של הקרום המוצק של כוכבי נויטרונים. תהליכים טקטוניים מתרחשים בו, כמו בקרום של כוכבי לכת, ואולי נוצרים הרים מיקרוסקופיים משלהם.

פולסרים כפולים.

הפולסר PSR 1913+16 היה הראשון שהתגלה במערכת בינארית. מסלולו מוארך מאוד, ולכן הוא מתקרב מאוד לשכנו, שיכול להיות רק עצם קומפקטי - ננס לבן, כוכב נויטרונים או חור שחור. היציבות הגבוהה של פעימות הפולסר מאפשרת ללמוד בצורה מדויקת מאוד את תנועת המסלול שלו באמצעות הסטת הדופלר של תדר ההגעה שלהם. לכן, הפולסר הבינארי שימש לבדיקת מסקנות תורת היחסות הכללית, לפיהן הציר הראשי של מסלולו צריך להסתובב בערך 4° בשנה; זה בדיוק מה שנצפה.

ידועים כמה עשרות פולסרים כפולים. התגלה ב-1988, הפולסר במערכת הבינארית מסתובב 622 פעמים בשנייה. שכנו, עם רק 2% ממסת השמש, היה כנראה פעם כוכב רגיל. אבל הפולסר גרם לו "לרדת במשקל", משך חלק מהמסה אל עצמו, וחלק ממנה על ידי אידוי ו"נשיפה" לחלל החיצון. בקרוב הפולסר יהרוס לחלוטין את שכנו ויישאר לבדו. ככל הנראה, זה יכול להסביר את העובדה שהרוב המכריע של הפולסרים הם בודדים, בעוד שלפחות מחצית מהכוכבים הרגילים נכללים במערכות בינאריות ומורכבות יותר.

מרחק לפולסרים.

במעבר מהפולסר לכדור הארץ, גלי רדיו מתגברים על המדיום הבין-כוכבי; באינטראקציה עם אלקטרונים חופשיים בו, הם מאטים - ככל שאורך הגל ארוך יותר, כך ההאטה חזקה יותר. על ידי מדידת ההשהיה של פולס באורך גל ארוך ביחס לזה באורך גל קצר (שמגיע למספר דקות) וידיעה של צפיפות המדיום הבין-כוכבי, ניתן לקבוע את המרחק לפולסר.

כפי שמראות התצפיות, בממוצע במדיום הבין-כוכבי יש כ. 0.03 אלקטרונים לסנטימטר מעוקב. בהתבסס על ערך זה, המרחקים לפולסרים בממוצע כמה מאות שנות אור. שנים. אבל יש גם עצמים רחוקים יותר: הפולסר הכפול PSR 1913+16 שהוזכר לעיל נמצא במרחק של 18,000 שנות אור. שנים.

טלסקופ הרדיו FAST גילה פולסר חדש של אלפית שנייה. קרדיט: Pei Wang/NAOC.

פולסר הוא עצם חלל הפולט קרינה אלקטרומגנטית עוצמתית בטווח הרדיו, המאופיינת במחזוריות קפדנית. האנרגיה המשתחררת בפולסים כאלה היא חלק קטן מכלל האנרגיה של הפולסר. הרוב המכריע של הפולסרים שהתגלו נמצאים בשביל החלב. כל פולסאר פולט פולסים בתדר מסוים, שנע בין 640 פעימות בשנייה לאחת כל חמש שניות. התקופות של החלק העיקרי של חפצים כאלה נעים בין 0.5 לשנייה אחת. מחקרים הראו שמחזוריות הפולסים עולה במיליארדית השנייה מדי יום, מה שבתורו מוסבר על ידי האטה בסיבוב עקב האנרגיה שפולט הכוכב.

הפולסר הראשון התגלה על ידי ג'וסלין בל ואנתוני הוויש ביוני 1967. הגילוי של אובייקט מסוג זה לא נחזה באופן תיאורטי והגיע בהפתעה גדולה למדענים. במהלך מחקר, אסטרופיזיקאים גילו שעצמים כאלה חייבים להיות מורכבים מחומר צפוף מאוד. רק לגופים מסיביים, כמו כוכבים, יש צפיפות עצומה כל כך של חומר. בשל הצפיפות העצומה, תגובות גרעיניות המתרחשות בתוך הכוכב הופכות חלקיקים לנייטרונים, וזו הסיבה שעצמים אלו נקראים כוכבי נויטרונים.

לרוב הכוכבים יש צפיפות מעט יותר מזו של מים דוגמה בולטת כאן היא השמש שלנו, שהחומר העיקרי שלה הוא גז. ננסים לבנים שווים במסתם לשמש, אך יש להם קוטר קטן יותר, וכתוצאה מכך צפיפותם היא כ-40 t/cm 3 . הפולסרים דומים במסה לשמש, אך ממדיהם זעירים מאוד - כ-30,000 מטר, מה שבתורו מגדיל את צפיפותם ל-190 מיליון טון / ס"מ 3. בצפיפות זו, כדור הארץ יהיה בקוטר של כ-300 מטרים. סביר להניח שפולסרים מופיעים לאחר פיצוץ סופרנובה, כאשר מעטפת הכוכב נעלמת והליבה קורסת לכוכב נויטרונים.

הפולסר הנחקר הטוב ביותר עד כה הוא PSR 0531+21, שנמצא בערפילית הסרטנים. הפולסר הזה עושה 30 סיבובים בשנייה, השראת השדה המגנטי שלו היא אלף גאוס. האנרגיה של כוכב נויטרונים זה גדולה פי מאה אלף מהאנרגיה של הכוכב שלנו. כל האנרגיה מחולקת ל: פולסי רדיו (0.01%), פולסים אופטיים (1%), קרני רנטגן (10%) וקרני רדיו/קוסמיות בתדר נמוך (השאר).

משך פעימת הרדיו בכוכב נויטרונים סטנדרטי הוא שלושים מהזמן בין פעימות. כל הפולסים של פולסר שונים זה מזה באופן משמעותי, אבל הצורה הכללית של פולס של פולסר מסוים היא ייחודית לו והיא זהה במשך עשרות שנים. טופס זה יכול לספר לך הרבה דברים מעניינים. לרוב, כל דחף מחולק למספר תת-פולסים, אשר בתורם מחולקים למיקרו-פולסים. גודלם של מיקרופולסים כאלה יכול להגיע עד שלוש מאות מטרים, והאנרגיה שהם פולטים שווה לאנרגיה סולארית.

כרגע, מדענים חושבים על פולסר ככוכב נויטרונים מסתובב עם שדה מגנטי רב עוצמה הלוכד חלקיקים גרעיניים הבורחים מפני השטח של הכוכב ואז מאיץ אותם למהירויות ענקיות.

פולסרים מורכבים מליבה (נוזל) ומקרום שעוביו כקילומטר אחד. כתוצאה מכך, כוכבי נויטרונים דומים יותר לכוכבי לכת מאשר לכוכבים. בשל מהירות הסיבוב, לפולסר יש צורה אולטית. במהלך הדופק, כוכב הנייטרונים מאבד חלק מהאנרגיה שלו, וכתוצאה מכך סיבובו מואט. בגלל האטה זו, מתח מצטבר בקרום ואז הקרום נשבר, הכוכב נעשה קצת יותר עגול - הרדיוס יורד, ומהירות הסיבוב (עקב שימור המומנט) עולה.

המרחקים לפולסרים שהתגלו עד היום נעים בין 100 שנות אור ל-20 אלף.

ניתן לראות פולסר (ורוד) במרכז הגלקסיה M82.

לַחקוֹר פולסרים וכוכבי נויטרוניםהיקום: תיאור ומאפיינים עם תמונות וסרטונים, מבנה, סיבוב, צפיפות, הרכב, מסה, טמפרטורה, חיפוש.

פולסרים

פולסריםהם חפצים קומפקטיים כדוריים, שמידותיהם אינם חורגים מגבולות עיר גדולה. הדבר המפתיע הוא שעם נפח כזה הם עולים על מסת השמש במונחים של מסה. הם משמשים לחקר מצבים קיצוניים של חומר, לזהות כוכבי לכת מעבר למערכת שלנו ולמדוד מרחקים קוסמיים. בנוסף, הם עזרו למצוא גלי כבידה המעידים על אירועים אנרגטיים, כמו התנגשויות סופר מסיביות. התגלה לראשונה בשנת 1967.

מה זה פולסר?

אם אתה מחפש דופק בשמיים, נראה שזהו כוכב נוצץ רגיל העוקב אחר קצב מסוים. למעשה, האור שלהם אינו מרצד או פועם, והם אינם מופיעים ככוכבים.

הפולסר מייצר שתי אלומות אור מתמשכות וצרות בכיוונים מנוגדים. אפקט ההבהוב נוצר בגלל שהם מסתובבים (עקרון המשואות). ברגע זה הקרן פוגעת בכדור הארץ ואז מסתובבת שוב. למה זה קורה? העובדה היא שקרן האור של פולסר בדרך כלל אינה מיושרת עם ציר הסיבוב שלו.

אם ההבהוב נוצר על ידי סיבוב, אזי מהירות הפולסים משקפת את המהירות שבה הפולסר מסתובב. בסך הכל נמצאו 2,000 פולסרים, רובם מסתובבים פעם בשנייה. אבל יש בערך 200 עצמים שמצליחים לעשות מאה סיבובים באותו זמן. המהירים ביותר נקראים אלפיות שנייה, מכיוון שמספר הסיבובים שלהם בשנייה שווה ל-700.

פולסרים לא יכולים להיחשב לכוכבים, לפחות לא "חיים". במקום זאת, הם כוכבי נויטרונים, שנוצרו לאחר שנגמר הדלק של כוכב מסיבי והתמוטט. כתוצאה מכך נוצר פיצוץ חזק - סופרנובה, והחומר הצפוף שנותר הופך לכוכב נויטרונים.

קוטר הפולסרים ביקום מגיע ל-20-24 ק"מ, ומסתם כפולה מזו של השמש. כדי לתת לכם מושג, חתיכה של חפץ כזה בגודל של קוביית סוכר תשקול מיליארד טון. כלומר, משהו כבד כמו האוורסט נכנס ביד שלך! נכון, יש חפץ צפוף עוד יותר - חור שחור. המסיבי ביותר מגיע ל-2.04 מסות שמש.

לפולסרים יש שדה מגנטי חזק, שחזק פי 100 מיליון עד פי קוודריליון מזה של כדור הארץ. כדי שכוכב נויטרונים יתחיל לפלוט אור כמו פולסר, עליו להיות בעל היחס הנכון בין עוצמת השדה המגנטי ומהירות הסיבוב. קורה שקרן של גלי רדיו עלולה שלא לעבור דרך שדה הראייה של טלסקופ קרקעי ולהישאר בלתי נראית.

רדיו פולסרים

האסטרופיזיקאי אנטון ביריוקוב על הפיזיקה של כוכבי נויטרונים, האטת סיבוב וגילוי גלי כבידה:

מדוע פולסרים מסתובבים?

האיטיות של פולסר היא סיבוב אחד בשנייה. המהירים ביותר מאיצים למאות סיבובים בשנייה ונקראים אלפית שנייה. תהליך הסיבוב מתרחש מכיוון שגם הכוכבים מהם נוצרו הסתובבו. אבל כדי להגיע למהירות הזו, אתה צריך מקור נוסף.

חוקרים מאמינים שפולסרים של אלפית שנייה נוצרו על ידי גניבת אנרגיה מהשכן. ייתכן שתבחין בנוכחות של חומר זר שמגביר את מהירות הסיבוב. וזה לא דבר טוב עבור בן לוויה הפצוע, שיכול יום אחד להתכלה לחלוטין על ידי הפולסר. מערכות כאלה נקראות אלמנות שחורות (על שם סוג מסוכן של עכביש).

פולסרים מסוגלים לפלוט אור במספר אורכי גל (מרדיו ועד קרני גמא). אבל איך הם עושים את זה? מדענים עדיין לא יכולים למצוא תשובה מדויקת. מאמינים שמנגנון נפרד אחראי לכל אורך גל. אלומות דמויות משואה עשויות מגלי רדיו. הם בהירים וצרים ודומים לאור קוהרנטי, שבו החלקיקים יוצרים אלומה ממוקדת.

ככל שהסיבוב מהיר יותר, כך השדה המגנטי חלש יותר. אבל מהירות הסיבוב מספיקה להם כדי לפלוט קרניים בהירות כמו קרניים איטיות.

במהלך הסיבוב, השדה המגנטי יוצר שדה חשמלי, שיכול להביא חלקיקים טעונים למצב נייד (זרם חשמלי). האזור שמעל פני השטח שבו שולט השדה המגנטי נקרא מגנטוספירה. כאן, חלקיקים טעונים מואצים למהירויות גבוהות להפליא בשל שדה חשמלי חזק. בכל פעם שהם מאיצים, הם פולטים אור. הוא מוצג בטווחים אופטיים וקרני רנטגן.

מה לגבי קרני גמא? מחקרים מראים שיש לחפש את מקורם במקום אחר ליד הפולסר. והם יהיו דומים לאוהד.

חפש פולסרים

טלסקופי רדיו נותרו השיטה העיקרית לחיפוש פולסרים בחלל. הם קטנים וחלשים בהשוואה לחפצים אחרים, ולכן צריך לסרוק את כל השמים ובהדרגה חפצים אלו נכנסים לעדשה. רובם נמצאו באמצעות מצפה הכוכבים פארקס באוסטרליה. נתונים חדשים רבים יהיו זמינים מאנטנת מערך הקילומטרים המרובעים (SKA) החל משנת 2018.

בשנת 2008 שוגר טלסקופ GLAST שמצא 2050 פולסרים פולטי קרני גמא, מתוכם 93 אלפיות שנייה. הטלסקופ הזה שימושי להפליא מכיוון שהוא סורק את כל השמים, בעוד שאחרים מדגישים רק אזורים קטנים לאורך המטוס.

מציאת אורכי גל שונים יכולה להיות מאתגרת. העובדה היא שגלי רדיו הם חזקים להפליא, אבל הם עשויים פשוט לא ליפול לתוך עדשת הטלסקופ. אבל קרינת גמא מתפשטת על פני יותר של השמים, אבל היא נחותה בהירות.

מדענים יודעים כיום על קיומם של 2,300 פולסרים, שנמצאו באמצעות גלי רדיו ו-160 באמצעות קרני גמא. ישנם גם פולסרים של 240 אלפיות שנייה, מתוכם 60 מייצרים קרני גמא.

שימוש בפולסרים

פולסרים הם לא רק חפצי חלל מדהימים, אלא גם כלים שימושיים. האור הנפלט יכול לספר הרבה על תהליכים פנימיים. כלומר, חוקרים מסוגלים להבין את הפיזיקה של כוכבי נויטרונים. לחפצים אלה יש לחץ כה גבוה עד שהתנהגות החומר שונה מהרגיל. התוכן המוזר של כוכבי נויטרונים נקרא "משחה גרעינית".

פולסרים מביאים יתרונות רבים בזכות הדיוק של הפולסים שלהם. מדענים מכירים עצמים ספציפיים ותופסים אותם כשעונים קוסמיים. כך החלו להופיע ספקולציות לגבי נוכחותם של כוכבי לכת אחרים. למעשה, כוכב הלכת החיצוני הראשון שנמצא סביב דופק.

אל תשכח שפולסרים ממשיכים לנוע בזמן שהם "מצמצים", מה שאומר שניתן להשתמש בהם כדי למדוד מרחקים קוסמיים. הם גם היו מעורבים בבדיקת תורת היחסות של איינשטיין, כמו רגעים עם כוח הכבידה. אבל סדירות הפעימה יכולה להיות מופרעת על ידי גלי כבידה. זה הבחין בפברואר 2016.

בתי קברות פולסר

בהדרגה, כל הפולסרים מאטים. הקרינה מופעלת על ידי השדה המגנטי שנוצר מהסיבוב. כתוצאה מכך הוא גם מאבד את כוחו ומפסיק לשלוח אלומות. מדענים שרטטו קו מיוחד שבו עדיין ניתן לזהות קרני גמא מול גלי רדיו. ברגע שהפולסר יורד למטה, הוא נמחק בבית הקברות של הפולסר.

אם פולסאר נוצר משאריות של סופרנובה, אז יש לו מאגר אנרגיה עצום ומהירות סיבוב מהירה. דוגמאות כוללות את האובייקט הצעיר PSR B0531+21. הוא יכול להישאר בשלב זה במשך כמה מאות אלפי שנים, ולאחר מכן הוא יתחיל לאבד מהירות. פולסרים בגיל העמידה מהווים את רוב האוכלוסייה ומייצרים גלי רדיו בלבד.

עם זאת, פולסאר יכול להאריך את חייו אם יש לוויין בקרבת מקום. אז הוא יוציא את החומר שלו ויגביר את מהירות הסיבוב. שינויים כאלה יכולים להתרחש בכל עת, וזו הסיבה שהפולסר מסוגל להיוולד מחדש. מגע כזה נקרא מערכת בינארית של קרני רנטגן בעלות מסה נמוכה. הפולסרים העתיקים ביותר הם מילי-שניות. חלקם מגיעים לגיל מיליארדי שנים.

כוכבי ניוטרונים

כוכבי ניוטרונים- עצמים מסתוריים למדי, העולים על מסת השמש פי 1.4. הם נולדים לאחר התפוצצות כוכבים גדולים יותר. בואו להכיר את התצורות הללו טוב יותר.

כאשר כוכב מסיבי פי 4-8 מהשמש מתפוצץ, נשארת ליבה בצפיפות גבוהה וממשיכה להתמוטט. כוח הכבידה דוחף כל כך חזק על חומר שהוא גורם לפרוטונים ולאלקטרונים להתמזג יחד כדי להפוך לנייטרונים. כך נולד כוכב נויטרונים בצפיפות גבוהה.

עצמים מסיביים אלו יכולים להגיע לקוטר של 20 ק"מ בלבד. כדי לתת לכם מושג לגבי צפיפות, רק כדור אחד של חומר כוכב נויטרונים ישקול מיליארד טון. כוח הכבידה על עצם כזה חזק פי 2 מיליארד מזה של כדור הארץ, והכוח מספיק לעדשת כבידה, המאפשרת למדענים לצפות בחלקו האחורי של הכוכב.

ההלם מהפיצוץ מותיר דופק שגורם לכוכב הנייטרונים להסתובב, ומגיע למספר סיבובים בשנייה. למרות שהם יכולים להאיץ עד 43,000 פעמים בדקה.

שכבות גבול ליד עצמים קומפקטיים

האסטרופיזיקאי ולרי סולימנוב על הופעתן של דיסקיות צבירה, רוח כוכבים וחומר סביב כוכבי נויטרונים:

פנים כוכבי נויטרונים

האסטרופיזיקאי סרגיי פופוב על מצבים קיצוניים של חומר, הרכב כוכבי נויטרונים ושיטות לחקר הפנים:

כאשר כוכב נויטרונים הוא חלק ממערכת בינארית שבה התפוצצה סופרנובה, התמונה מרשימה אפילו יותר. אם הכוכב השני נחות במסה מהשמש, אז הוא מושך את המסה של המלווה לתוך "אונת רושה". זהו ענן כדורי של חומר המקיף כוכב נויטרונים. אם הלוויין היה גדול פי 10 ממסת השמש, אז גם העברת המסה מותאמת, אבל לא כל כך יציבה. החומר זורם לאורך הקטבים המגנטיים, מתחמם ויוצר פעימות קרני רנטגן.

עד 2010, 1,800 פולסרים נמצאו באמצעות זיהוי רדיו ו-70 באמצעות קרני גמא. לחלק מהדגימות אפילו היו כוכבי לכת.

סוגי כוכבי ניוטרונים

לכמה נציגים של כוכבי נויטרונים יש סילוני חומר הזורמים כמעט במהירות האור. כשהם עפים על פנינו, הם מהבהבים כמו אור של משואה. בגלל זה, הם נקראים פולסרים.

כאשר פולסרים של קרני רנטגן דוגמים חומר משכניהם המאסיביים יותר, הם באים במגע עם שדה מגנטי ומייצרים אלומות חזקות הנראות בספקטרום הרדיו, הקרני רנטגן, הגמא והאופטי. מכיוון שהמקור ממוקם בבן לוויה, הם נקראים pulsars accretion.

פולסרים מסתובבים בשמים מונעים על ידי סיבוב של כוכבים מכיוון שאלקטרונים בעלי אנרגיה גבוהה מקיימים אינטראקציה עם השדה המגנטי של הפולסר מעל הקטבים. כאשר החומר בתוך המגנטוספרה של הפולסר מואץ, הוא גורם לו לייצר קרני גמא. שחרור האנרגיה מאט את הסיבוב.

השדות המגנטיים של מגנטרים חזקים פי 1000 מאלו של כוכבי נויטרונים. בגלל זה, הכוכב נאלץ להסתובב הרבה יותר זמן.

אבולוציה של כוכבי נויטרונים

האסטרופיזיקאי סרגיי פופוב על הלידה, הקרינה והמגוון של כוכבי נויטרונים:

גלי הלם ליד עצמים קומפקטיים

האסטרופיזיקאי ולרי סולימנוב על כוכבי נויטרונים, כוח הכבידה בחללית והגבול הניוטוני:

כוכבים קומפקטיים

האסטרופיזיקאי אלכסנדר פוטכין על ננסים לבנים, פרדוקס הצפיפות וכוכבי נויטרונים:

זה היה יוצא דופן מדי. המאפיין העיקרי שלו, שלשמו קיבל את שמו, הוא התפרצויות קרינה תקופתיות, עם תקופה מוגדרת בהחלט. מעין משואה רדיו בחלל. בתחילה הניחו שמדובר בכוכב פועם שמשנה את גודלו – דברים כאלה ידועים כבר זמן רב. והוא התגלה על ידי ג'וסלין בל, סטודנטית לתואר שני באוניברסיטת קיימברידג', באמצעות טלסקופ רדיו.
מעניין לציין כי הפולסר הראשון נקרא LGM-1, שפירושו "גברים ירוקים קטנים" באנגלית. עם זאת, התברר בהדרגה שפולסרים הם עצמים טבעיים של היקום שלנו, ודי הרבה מהם כבר התגלו - כמעט אלפיים. הקרוב אלינו נמצא במרחק של 390 שנות אור.

אז מה זה פולסר? זהו כוכב נויטרונים קטן מאוד אך צפוף מאוד. כוכבים כאלה נוצרים לאחר פיצוץ כוכב ענק, גדול בהרבה מהשמש שלנו, גמד. כתוצאה מהפסקת התגובה התרמו-גרעינית, החומר של הכוכב נדחס לעצם צפוף מאוד - זה נקרא קריסה, ובמהלך זה, אלקטרונים - חלקיקים שליליים, נלחצים לתוך הגרעינים ומתאחדים עם פרוטונים - חלקיקים חיוביים. . בסופו של דבר, מסתבר שכל חומר הכוכב מורכב מניוטרונים בלבד, מה שנותן צפיפות עצומה - לנייטרונים אין מטען וניתן למקם אותם קרוב מאוד, כמעט אחד על השני.

אז כל העניין של כוכב ענק מתאים לכוכב נויטרונים אחד, שגודלו רק כמה קילומטרים. צפיפותו היא כזו שכפית מהחומר של הכוכב הזה שוקלת מיליארד טון.

הפולסר הראשון, שהתגלה על ידי ג'וסלין בל, שלח פרצים אלקטרומגנטיים לחלל בתדירות של 1.33733 שניות. לפולסרים אחרים יש תקופות שונות, אך תדירות הקרינה שלהם נשארת קבועה, אם כי היא יכולה לשכב בטווחים שונים - מגלי רדיו ועד קרני רנטגן. למה זה קורה?

העובדה היא שכוכב נויטרונים בגודל של עיר מסתובב מהר מאוד. הוא יכול לעשות אלף סיבובים סביב צירו בשנייה אחת. יתר על כן, יש לו שדה מגנטי חזק מאוד. פרוטונים ואלקטרונים נעים לאורך שדות הכוח של שדה זה, וליד הקטבים, שבהם השדה המגנטי חזק במיוחד ושם החלקיקים מגיעים למהירויות גבוהות מאוד, הם משחררים כמויות אנרגיה בטווחים שונים. זה מתברר כמו סינכרופאסוטרון טבעי - מאיץ חלקיקים, רק בטבע. כך נוצרים שני אזורים על פני הכוכב, שמהם מגיעה קרינה חזקה מאוד.

הנח פנס על השולחן והתחיל לסובב אותו. קרן האור מסתובבת איתה, מאירה הכל במעגל. כמו כן, פולסר, כאשר הוא מסתובב, שולח את הקרינה שלו עם תקופת הסיבוב שלו, והוא מהיר מאוד. כאשר כדור הארץ נמצא בנתיב האלומה, אנו רואים פרץ של פליטת רדיו. יתרה מכך, קרן זו מגיעה מנקודה על כוכב, שגודלה 250 מטר בלבד! איזה כוח זה אם אנחנו יכולים לזהות אות במרחק מאות ואלפי שנות אור! הקטבים המגנטיים וציר הסיבוב של הפולסר אינם חופפים, כך שהכתמים הפולטים מסתובבים ואינם עומדים במקום.

כאשר התגלה הפולסר הראשון ביוני 1967, הוא נלקח ברצינות כאובייקט חלל מלאכותי. זה היה יוצא דופן מדי. המאפיין העיקרי שלו, שלשמו קיבל את שמו, הוא התפרצויות קרינה תקופתיות, עם תקופה מוגדרת בהחלט. מעין משואה רדיו בחלל. בתחילה הניחו שמדובר בכוכב פועם שמשנה את גודלו – דברים כאלה ידועים כבר זמן רב. והוא התגלה על ידי ג'וסלין בל, סטודנטית לתואר שני באוניברסיטת קיימברידג', באמצעות טלסקופ רדיו.

מעניין לציין כי הפולסר הראשון נקרא LGM-1, שפירושו "גברים ירוקים קטנים" באנגלית. עם זאת, התברר בהדרגה שפולסרים הם עצמים טבעיים של היקום שלנו, ודי הרבה מהם כבר התגלו - כמעט אלפיים. הקרוב אלינו נמצא במרחק של 390 שנות אור.

אז מה זה פולסר?זהו כוכב נויטרונים קטן מאוד אך צפוף מאוד. כוכבים כאלה נוצרים לאחר פיצוץ כוכב ענק, גדול בהרבה מהשמש שלנו, גמד. כתוצאה מהפסקת התגובה התרמו-גרעינית, החומר של הכוכב נדחס לעצם צפוף מאוד - זה נקרא קריסה, ובמהלך זה, אלקטרונים - חלקיקים שליליים, נלחצים לתוך הגרעינים ומתאחדים עם פרוטונים - חלקיקים חיוביים. . בסופו של דבר, מסתבר שכל חומר הכוכב מורכב מניוטרונים בלבד, מה שנותן צפיפות עצומה - לנייטרונים אין מטען וניתן למקם אותם קרוב מאוד, כמעט אחד על השני.

אז כל העניין של כוכב ענק מתאים לכוכב נויטרונים אחד, שגודלו רק כמה קילומטרים. הצפיפות שלו היא כזו כפית מהחומר של הכוכב הזה שוקלת מיליארד טון.

הפולסר הראשון, שהתגלה על ידי ג'וסלין בל, שלח פרצים אלקטרומגנטיים לחלל בתדירות של 1.33733 שניות. לפולסרים אחרים יש תקופות שונות, אך תדירות הקרינה שלהם נשארת קבועה, אם כי היא יכולה לשכב בטווחים שונים - מגלי רדיו ועד קרני רנטגן. למה זה קורה?

העובדה היא שכוכב נויטרונים בגודל של עיר מסתובב מהר מאוד. הוא יכול לעשות אלף סיבובים סביב צירו בשנייה אחת. יתר על כן, יש לו שדה מגנטי חזק מאוד. פרוטונים ואלקטרונים נעים לאורך שדות הכוח של שדה זה, וליד הקטבים, שבהם השדה המגנטי חזק במיוחד ושם החלקיקים מגיעים למהירויות גבוהות מאוד, הם משחררים כמויות אנרגיה בטווחים שונים. זה מתברר כמו סינכרופאסוטרון טבעי - מאיץ חלקיקים, רק בטבע. כך נוצרים שני אזורים על פני הכוכב, שמהם מגיעה קרינה חזקה מאוד.

הנח פנס על השולחן והתחיל לסובב אותו. קרן האור מסתובבת איתה, מאירה הכל במעגל. כמו כן, פולסר, כאשר הוא מסתובב, שולח את הקרינה שלו עם תקופת הסיבוב שלו, והוא מהיר מאוד. כאשר כדור הארץ נמצא בנתיב האלומה, אנו רואים פרץ של פליטת רדיו. יתרה מכך, קרן זו מגיעה מנקודה על כוכב, שגודלה 250 מטר בלבד! איזה כוח זה אם אנחנו יכולים לזהות אות במרחק מאות ואלפי שנות אור! הקטבים המגנטיים וציר הסיבוב של הפולסר אינם חופפים, כך שהכתמים הפולטים מסתובבים ואינם עומדים במקום.

אתה אפילו לא יכול לראות פולסר דרך טלסקופ.. ניתן לזהות את הערפילית המקיפה אותה - שאריות גז מהכוכב המתפוצץ שהוליד את הפולסר. ערפילית זו מוארת על ידי הפולסר עצמו, אך לא על ידי אור רגיל. הזוהר מתרחש עקב תנועה של פרוטונים ואלקטרונים במהירויות כמעט אור. הפולסר עצמו נראה רק בטווח הרדיו. רק על ידי הפניית טלסקופ רדיו אליו תוכל לזהות אותו. למרות שלפולסרים הצעירים ביותר יש יכולת לפלוט בטווח האופטי, והדבר הוכח באמצעות ציוד רגיש מאוד, עם הזמן יכולת זו נעלמת.

חפצים יוצאי דופן רבים בעלי תכונות ייחודיות ומדהימות כבר התגלו בחלל. אלה כוללים חורים שחורים, כוכבים פועמים וחורים שחורים... פולסרים, ובפרט כוכבי נויטרונים, הם מהחריגים ביותר. את התופעות המתרחשות עליהם לא ניתן לשחזר במעבדה, ולכן כל התגליות המעניינות ביותר הקשורות אליהן עדיין לא מגיעות.