Kada buvo atrastas pirmasis pulsaras? Pulsaras

Straipsnio turinys

PULSAR, astronominis objektas, skleidžiantis galingus, griežtai periodiškus elektromagnetinės spinduliuotės impulsus, daugiausia radijo diapazone. Impulsais skleidžiama energija sudaro tik mažą visos jos energijos dalį. Beveik visi žinomi pulsarai yra mūsų galaktikoje. Kiekvienas pulsaras turi savo pulsacijos periodą; jie svyruoja nuo 640 impulsų per sekundę iki vieno impulso kas 5 s. Daugumos pulsarų periodai yra nuo 0,5 iki 1 s. Tikslūs matavimai rodo, kad paprastai laikotarpis tarp impulsų pailgėja viena milijardine sekundės dalimi per dieną; kaip tik to ir reikia tikėtis, kai sulėtėja spinduliavimo procese energiją netenančios žvaigždės sukimasis.

1967 m. pulsarų atradimas buvo didelis netikėtumas, nes anksčiau tokie reiškiniai nebuvo numatyti. Netrukus paaiškėjo, kad šį reiškinį lėmė arba radialinės pulsacijos, arba žvaigždžių sukimasis. Tačiau nei paprastos žvaigždės, nei net baltosios nykštukės negali natūraliai pulsuoti tokiu aukštu dažniu. Jie taip pat negali suktis taip greitai – išcentrinė jėga juos suplėšys. Tai gali būti tik labai tankus kūnas, susidedantis iš medžiagos, kurią 1939 metais numatė L. D. Landau ir R. Oppenheimeris. Šioje medžiagoje atomų branduoliai yra prispausti vienas prie kito. Tik gigantiška gravitacijos jėga, kurią iki tokio laipsnio gali suspausti tik labai masyvūs kūnai, pavyzdžiui, žvaigždės. Esant didžiuliam tankiui, branduolinės reakcijos daugumą dalelių paverčia neutronais, todėl tokie kūnai vadinami neutroninėmis žvaigždėmis.

Galingas pulsaras PSR 0531 + 21, esantis Krabo ūke, buvo ištirtas išsamiai. Ši neutroninė žvaigždė daro 30 apsisukimų per sekundę, o jos besisukantis magnetinis laukas su 10 12 gausų indukcija „veikia“ kaip milžiniškas įkrautų dalelių greitintuvas, suteikdamas joms energiją iki 10 20 eV, tai yra 100 milijonų kartų daugiau nei daugumoje. galingas greitintuvas Žemėje. Bendra šio pulsaro spinduliuotės galia yra 100 000 kartų didesnė nei Saulės. Mažiau nei 0,01 % šios galios sudaro radijo impulsai, apytiksliai. 1% skleidžiama kaip optiniai impulsai ir apytiksl. 10% - rentgeno spindulių pavidalu. Likusi galia greičiausiai tenka žemo dažnio radijo spinduliuotei ir didelės energijos elementarioms dalelėms – kosminiams spinduliams.

Radijo impulso trukmė tipiškame pulsare yra tik 3% laiko intervalo tarp impulsų. Paeiliui ateinantys impulsai labai skiriasi vienas nuo kito, tačiau vidutinė (apibendrinta) kiekvieno pulsaro impulso forma yra skirtinga ir išlieka daugelį metų. Impulsų formos analizė parodė daug įdomių dalykų. Paprastai kiekvienas impulsas susideda iš kelių subimpulsų, kurie „dreifuoja“ pagal vidutinį impulsų profilį. Kai kurių pulsarų vidutinio profilio forma gali staiga pasikeisti iš vienos stabilios formos į kitą; kiekvienas iš jų išsilaiko daugybę šimtų impulsų. Kartais impulsų galia krenta, o paskui atsistato. Šis „išblukimas“ gali trukti nuo kelių sekundžių iki kelių dienų.

Išsami subimpulsų analizė atskleidžia puikią struktūrą: kiekvienas impulsas susideda iš šimtų mikroimpulsų. Tokio mikroimpulso spinduliuotės plotas pulsaro paviršiuje yra mažesnis nei 300 m. Šiuo atveju spinduliuotės galia yra panaši į saulės.

Pulsar mechanizmas.

Kol kas yra tik apytikslis pulsaro veikimo vaizdas. Jo pagrindas yra besisukanti neutroninė žvaigždė su galingu magnetiniu lauku. Besisukantis magnetinis laukas užfiksuoja nuo žvaigždės paviršiaus išspinduliuotas branduolines daleles ir pagreitina jas iki labai didelių energijų. Šios dalelės skleidžia elektromagnetinius kvantus savo judėjimo kryptimi, sudarydamos besisukančius spinduliuotės pluoštus. Kai spindulys nukreiptas į Žemę, gauname spinduliuotės impulsą. Nėra visiškai aišku, kodėl šie impulsai turi tokią aiškią struktūrą; galbūt tik nedideli neutroninės žvaigždės paviršiaus plotai išmeta daleles į magnetinį lauką. Didžiausios energijos dalelės negali būti paspartintos atskirai; matyt, jie sudaro pluoštus, kuriuose yra gal 10 12 dalelių, kurios pagreitėja kaip viena dalelė. Tai taip pat padeda suprasti aštrias impulsų ribas, kurių kiekvienas tikriausiai yra susijęs su atskiru dalelių pluoštu.

Atidarymas.

Pirmąjį pulsarą 1967 metais atsitiktinai atrado Kembridžo universiteto astronomai J. Bellas ir E. Hewishas. Bandydami naują radijo teleskopą su įranga, leidžiančia aptikti greitai besikeičiančią kosminę spinduliuotę, jie netikėtai atrado impulsų grandines, kurios ateina su aiškiu periodiškumu. Pirmojo pulsaro periodas buvo 1,3373 s, o impulso trukmė - 0,037 s. Mokslininkai jį pavadino CP 1919, o tai reiškia „Kembridžo pulsaras“ (Cambridge Pulsar), kurio dešinysis kilimas yra 19 valandų ir 19 minučių. Iki 1997 m. visų pasaulio radijo astronomų pastangomis buvo atrasta daugiau nei 700 pulsarų. Pulsarų tyrimas atliekamas naudojant didžiausius teleskopus, nes norint aptikti trumpus impulsus, reikalingas didelis jautrumas.

Pulsaro struktūra.

Neutroninės žvaigždės turi skystą šerdį ir maždaug kietą plutą. 1 km. Todėl savo struktūra pulsarai labiau primena planetas nei žvaigždes. Greitas sukimasis sukelia tam tikrą pulsaro pailgėjimą. Spinduliuotė neša energiją ir kampinį impulsą, dėl kurio sulėtėja sukimasis. Tačiau kieta pluta neleidžia pulsarui palaipsniui tapti sferiniu. Lėtėjant sukimuisi plutoje kaupiasi įtempiai ir galiausiai ji lūžta: žvaigždė staigiai tampa šiek tiek rutuliškesnė, jos pusiaujo spindulys sumažėja (tik 0,01 mm), o sukimosi greitis (dėl impulso išsaugojimo) nežymiai. dideja. Po to vėl seka laipsniškas sukimosi sulėtėjimas ir naujas „žvaigždžių drebėjimas“, dėl kurio sukimosi greitis šokteli. Taigi tiriant pulsarų periodų pokyčius galima daug sužinoti apie kietosios neutroninių žvaigždžių plutos fiziką. Jame, kaip ir planetų plutoje, vyksta tektoniniai procesai ir, galbūt, susidaro savi mikroskopiniai kalnai.

Dvigubi pulsarai.

PSR 1913+16 buvo pirmasis pulsaras, atrastas dvejetainėje sistemoje. Jo orbita yra labai pailga, todėl labai arti savo kaimyno, kuris gali būti tik kompaktiškas objektas – baltoji nykštukė, neutroninė žvaigždė ar juodoji skylė. Didelis pulsarinių impulsų stabilumas leidžia labai tiksliai ištirti jo orbitinį judėjimą iš jų atvykimo dažnio Doplerio poslinkio. Todėl dvigubu pulsaru buvo patikrintos bendrosios reliatyvumo teorijos išvados, pagal kurias pagrindinė jo orbitos ašis turėtų pasisukti apie 4° per metus; kaip tik tai ir stebima.

Yra žinomos kelios dešimtys dvigubų pulsarų. 1988 m. atrastas pulsaras dvejetainėje sistemoje daro 622 apsisukimus per sekundę. Jos kaimynė, kurios masė siekė tik 2% Saulės, tikriausiai kadaise buvo normali žvaigždė. Tačiau pulsaras privertė jį „numesti svorio“, dalį masės traukdamas ant savęs, o dalį – išgaravęs ir „išpūtęs“ į kosmosą. Netrukus pulsaras galutinai sunaikins kaimyną ir liks vienas. Matyt, tai gali paaiškinti faktą, kad didžioji dauguma pulsarų yra pavieniai, o bent pusė įprastų žvaigždžių yra įtrauktos į dvejetaines ir sudėtingesnes sistemas.

Atstumas iki pulsarų.

Pereidamos iš pulsaro į Žemę, radijo bangos įveikia tarpžvaigždinę terpę; sąveikaudami su jame esančiais laisvaisiais elektronais, jie sulėtėja – kuo ilgesnis bangos ilgis, tuo lėtėjimas stipresnis. Išmatavus ilgosios bangos impulso vėlavimą, palyginti su trumpo bangos ilgio impulsu (kuris siekia kelias minutes) ir žinant tarpžvaigždinės terpės tankį, galima nustatyti atstumą iki pulsaro.

Kaip rodo stebėjimai, tarpžvaigždinėje terpėje vidutiniškai yra apie. 0,03 elektrono viename kubiniame centimetre. Atstumai iki pulsarų pagal šią vertę vidutiniškai siekia kelis šimtus sv. metų. Tačiau yra ir tolimesnių objektų: aukščiau minėtas dvigubas pulsaras PSR 1913+16 yra už 18 000 ly. metų.

FAST radijo teleskopas aptiko naują milisekundžių pulsarą. Kreditas ir autorių teisės: Pei Wang / NAOC.

Pulsaras yra kosminis objektas, radijo diapazone skleidžiantis galingą elektromagnetinę spinduliuotę, kuriai būdingas griežtas periodiškumas. Tokiais impulsais išsiskirianti energija yra nedidelė visos pulsaro energijos dalis. Didžioji dauguma aptiktų pulsarų yra Paukščių Take. Kiekvienas pulsaras skleidžia impulsus tam tikru dažniu, kuris svyruoja nuo 640 pulsacijų per sekundę iki vieno kas penkias sekundes. Pagrindinės tokių objektų dalies periodai yra nuo 0,5 iki 1 sekundės. Tyrimai parodė, kad impulsų dažnis kasdien padidėja viena milijardine sekundės dalimi, o tai savo ruožtu paaiškinama sukimosi sulėtėjimu dėl žvaigždės skleidžiamos energijos.

Pirmąjį pulsarą 1967 m. birželį atrado Jocelyn Bell ir Anthony Hewish. Tokių objektų atradimas teoriškai nebuvo prognozuojamas ir mokslininkams buvo didelis netikėtumas. Tyrimų metu astrofizikai nustatė, kad tokius objektus turi sudaryti labai tanki medžiaga. Tik masyvūs kūnai, tokie kaip žvaigždės, turi tokį milžinišką medžiagos tankį. Dėl milžiniško tankio žvaigždės viduje vykstančios branduolinės reakcijos daleles paverčia neutronais, todėl šie objektai vadinami neutroninėmis žvaigždėmis.

Daugumos žvaigždžių tankis yra šiek tiek didesnis nei vandens, o ryškus atstovas čia yra mūsų Saulė, kurios pagrindinė medžiaga yra dujos. Baltosios nykštukės masės prilygsta Saulei, tačiau yra mažesnio skersmens, todėl jų tankis yra maždaug 40 t/cm 3 . Pulsarų masė yra panaši į Saulę, tačiau jų matmenys yra labai maži – apie 30 000 metrų, o tai savo ruožtu padidina jų tankį iki 190 milijonų tonų/cm 3 . Esant tokiam tankiui, Žemės skersmuo būtų apie 300 metrų. Greičiausiai pulsarai atsiranda po supernovos sprogimo, kai išnyksta žvaigždės apvalkalas, o šerdis susitraukia į neutroninę žvaigždę.

Iki šiol geriausiai ištirtas pulsaras yra PSR 0531+21, esantis Krabo ūke. Šis pulsaras daro 30 apsisukimų per sekundę, jo magnetinio lauko indukcija yra tūkstantis Gausų. Šios neutroninės žvaigždės energija yra šimtą tūkstančių kartų didesnė už mūsų žvaigždės energiją. Visa energija skirstoma į: radijo impulsus (0,01%), optinius impulsus (1%), rentgeno spindulius (10%) ir žemo dažnio radijo/kosminius spindulius (likusieji).

Radijo impulso trukmė standartinėje neutroninėje žvaigždėje yra trisdešimtoji laiko tarp pulsacijų. Visi pulsaro impulsai labai skiriasi vienas nuo kito, tačiau bendra konkretaus pulsaro pulso forma būdinga tik jam ir yra vienoda dešimtmečius. Ši forma gali pasakyti daug įdomių dalykų. Dažniausiai bet koks impulsas skirstomas į keletą subimpulsų, kurie savo ruožtu skirstomi į mikroimpulsus. Tokių mikroimpulsų dydis gali siekti iki trijų šimtų metrų, o jų skleidžiama energija prilygsta saulės.

Šiuo metu mokslininkai pulsarą reprezentuoja kaip besisukančią neutroninę žvaigždę, kuri turi galingą magnetinį lauką, fiksuojantį nuo žvaigždės paviršiaus sklindančias branduolines daleles, o vėliau jas pagreitinanti iki milžiniško greičio.

Pulsarai susideda iš šerdies (skysčio) ir plutos, kurios storis yra maždaug vienas kilometras. Dėl to neutroninės žvaigždės panašesnės į planetas nei į žvaigždes. Dėl sukimosi greičio pulsaras turi išlenktą formą. Impulso metu neutroninė žvaigždė netenka dalies energijos, todėl jos sukimasis sulėtėja. Dėl šio lėtėjimo plutoje susidaro įtampa ir tada pluta lūžta, žvaigždė tampa šiek tiek apvalesnė - spindulys mažėja, o sukimosi greitis (dėl impulso išsaugojimo) didėja.

Iki šiol atrasti atstumai iki pulsarų svyruoja nuo 100 šviesmečių iki 20 000.

M82 galaktikos centre galima pamatyti pulsarą (rožinis)

Naršyti pulsarai ir neutroninės žvaigždės Visata: aprašymas ir charakteristikos su nuotrauka ir vaizdo įrašu, struktūra, sukimasis, tankis, sudėtis, masė, temperatūra, paieška.

Pulsarai

Pulsarai yra sferiniai kompaktiški objektai, kurių matmenys neperžengia didelio miesto ribų. Keista, bet tokiu tūriu jie savo masyvumu lenkia saulės. Jie naudojami tirti ekstremalias materijos būsenas, aptikti planetas už mūsų sistemos ribų ir matuoti kosminius atstumus. Be to, jie padėjo rasti gravitacines bangas, kurios rodo energetinius įvykius, pavyzdžiui, supermasyvius susidūrimus. Pirmą kartą aptiktas 1967 m.

Kas yra pulsaras?

Jei pažvelgsite į pulsarą danguje, tai atrodo kaip įprasta mirksinti žvaigždė, besilaikanti tam tikro ritmo. Tiesą sakant, jų šviesa nemirga ir nepulsuoja, ir jie neatrodo kaip žvaigždės.

Pulsaras sukuria du nuolatinius siaurus šviesos pluoštus priešingomis kryptimis. Mirgėjimo efektas sukuriamas dėl to, kad jie sukasi (švyturio principas). Šiuo metu spindulys atsitrenkia į Žemę ir vėl pasisuka. Kodėl tai vyksta? Faktas yra tas, kad pulsaro šviesos spindulys dažniausiai nesutampa su jo sukimosi ašimi.

Jei mirksėjimą sukuria sukimasis, tada impulsų greitis atspindi tą, kuriuo pulsaras sukasi. Iš viso rasta 2000 pulsarų, kurių dauguma daro vieną apsisukimą per sekundę. Tačiau yra apie 200 objektų, kurie per tą patį laiką sugeba padaryti šimtą apsisukimų. Patys greičiausi vadinami milisekundėmis, nes jų apsisukimų skaičius per sekundę lygus 700.

Pulsarai negali būti laikomi žvaigždėmis, bent jau „gyvomis“. Jie panašesni į neutronines žvaigždes, kurios susidaro po to, kai masyvi žvaigždė baigia kurą ir žlunga. Dėl to susidaro stiprus sprogimas – supernova, o likusi tanki medžiaga virsta neutronine žvaigžde.

Pulsarų skersmuo visatoje siekia 20-24 km, o masė yra dvigubai didesnė nei saulės. Kad galėtumėte įsivaizduoti, tokio objekto gabalas, kurio dydis yra cukraus kubelis, svertų 1 milijardą tonų. Tai yra, kažkas, sveriantis Everestą, įdėtas į jūsų ranką! Tiesa, yra dar tankesnis objektas – juodoji skylė. Masyviausias pasiekia 2,04 saulės masės.

Pulsarai turi stiprius magnetinius laukus, kurie yra 100–1 kvadrilijoną kartų stipresni nei Žemės. Kad neutroninė žvaigždė pradėtų skleisti šviesą kaip pulsaras, ji turi turėti tinkamą magnetinio lauko stiprumo ir sukimosi greičio santykį. Pasitaiko, kad radijo bangų spindulys gali nepraeiti pro antžeminio teleskopo matymo lauką ir likti nematomas.

radijo pulsarai

Astrofizikas Antonas Biryukovas apie neutroninių žvaigždžių fiziką, sulėtėjusį sukimąsi ir gravitacinių bangų atradimą:

Kodėl pulsarai sukasi?

Pulsaro lėtumas yra vienas apsisukimas per sekundę. Greičiausiai įsibėgėja iki šimtų apsisukimų per sekundę ir vadinami milisekundėmis. Sukimosi procesas vyksta todėl, kad sukasi ir žvaigždės, iš kurių jos susidarė. Tačiau norint pasiekti šį greitį, reikia papildomo šaltinio.

Mokslininkai mano, kad milisekundžių pulsarai susidarė vogiant energiją iš kaimyno. Galite pastebėti svetimkūnių buvimą, kuris padidina sukimosi greitį. Ir tai nėra gerai nukentėjusiam draugui, kurį vieną dieną pulsaras gali visiškai absorbuoti. Tokios sistemos vadinamos juodosiomis našlėmis (pagal pavojingą vorų rūšį).

Pulsarai gali skleisti šviesą kelių bangų ilgiais (nuo radijo iki gama spindulių). Bet kaip jie tai daro? Mokslininkai dar nerado galutinio atsakymo. Manoma, kad už kiekvieną bangos ilgį atsakingas atskiras mechanizmas. Į švyturį panašūs spinduliai yra sudaryti iš radijo bangų. Jie yra ryškūs ir siauri ir primena nuoseklią šviesą, kurioje dalelės sudaro fokusuotą spindulį.

Kuo greitesnis sukimasis, tuo silpnesnis magnetinis laukas. Tačiau sukimosi greičio pakanka, kad jie skleistų tokius pat ryškius spindulius, kaip ir lėti.

Sukimosi metu magnetinis laukas sukuria elektrinį lauką, kuris gali perkelti įkrautas daleles į judrią būseną (elektros srovę). Virš paviršiaus esanti sritis, kurioje dominuoja magnetinis laukas, vadinama magnetosfera. Čia įkrautos dalelės dėl stipraus elektrinio lauko pagreitinamos iki neįtikėtinai didelio greičio. Su kiekvienu pagreičiu jie skleidžia šviesą. Jis rodomas optiniame ir rentgeno spindulių diapazone.

O kaip su gama spinduliais? Tyrimai rodo, kad jų šaltinio reikia ieškoti kitur netoli pulsaro. Ir jie bus panašūs į gerbėją.

Ieškoti pulsarų

Radijo teleskopai išlieka pagrindiniu pulsarų paieškos kosmose metodu. Jie yra maži ir silpni, palyginti su kitais objektais, todėl jūs turite skenuoti visą dangų ir palaipsniui šie objektai patenka į objektyvą. Didžioji jo dalis buvo rasta naudojant Parkeso observatoriją Australijoje. Daug naujų duomenų bus galima gauti iš kvadratinių kilometrų antenų masyvo (SKA), kuris bus paleistas 2018 m.

2008 metais buvo paleistas teleskopas GLAST, kuris aptiko 2050 gama spindulių pulsarų, iš kurių 93 milisekundės. Šis teleskopas yra neįtikėtinai naudingas, nes nuskaito visą dangų, o kiti tik išryškina mažas plotelius išilgai plokštumos.

Įvairių bangų ilgių paieška gali būti sudėtinga. Faktas yra tas, kad radijo bangos yra neįtikėtinai galingos, tačiau jos gali tiesiog nepakliūti į teleskopo objektyvą. Tačiau gama spinduliai pasklinda didžiojoje dangaus dalyje, tačiau yra prastesnio ryškumo.

Dabar mokslininkai žino apie 2300 pulsarų, rastų per radijo bangas ir 160 per gama spindulius. Taip pat yra 240 milisekundžių pulsarų, iš kurių 60 sukuria gama spindulius.

Pulsarų naudojimas

Pulsarai yra ne tik nuostabūs kosminiai objektai, bet ir naudingi įrankiai. Skleidžiama šviesa gali daug pasakyti apie vidinius procesus. Tai reiškia, kad mokslininkai gali suprasti neutroninių žvaigždžių fiziką. Šiuose objektuose slėgis yra toks didelis, kad materijos elgsena skiriasi nuo įprastos. Keistas neutroninių žvaigždžių užpildymas vadinamas „branduoline pasta“.

Pulsarai duoda daug naudos dėl savo impulsų tikslumo. Mokslininkai žino konkrečius objektus ir suvokia juos kaip kosminius laikrodžius. Taip pradėjo pasirodyti spėlionės apie kitų planetų buvimą. Tiesą sakant, pirmoji rasta egzoplaneta skriejo aplink pulsarą.

Nepamirškite, kad pulsarai ir toliau juda „mirksėjimo“ metu, o tai reiškia, kad jais galite matuoti kosminius atstumus. Jie taip pat dalyvavo tikrinant Einšteino reliatyvumo teoriją, pavyzdžiui, momentus su gravitacija. Bet pulsacijos reguliarumą gali sutrikdyti gravitacinės bangos. Tai pastebėta 2016 metų vasario mėnesį.

Pulsar kapinės

Palaipsniui visi pulsarai lėtėja. Spinduliuotė yra maitinama sukimosi sukuriamo magnetinio lauko. Dėl to jis taip pat praranda galią ir nustoja siųsti spindulius. Mokslininkai išvedė specialią liniją, kurioje prieš radijo bangas vis dar galite rasti gama spindulius. Kai tik pulsaras nukrenta žemiau, jis nurašomas pulsarų kapinėse.

Jei pulsaras buvo suformuotas iš supernovos liekanų, tai jis turi didžiulį energijos rezervą ir greitą sukimosi greitį. Pavyzdžiui, jaunas objektas PSR B0531+21. Šioje fazėje jis gali išlikti kelis šimtus tūkstančių metų, o po to pradės prarasti greitį. Vidutinio amžiaus pulsarai sudaro didžiąją dalį gyventojų ir skleidžia tik radijo bangas.

Tačiau pulsaras gali pratęsti savo gyvenimą, jei šalia yra palydovas. Tada jis ištrauks savo medžiagą ir padidins sukimosi greitį. Tokie pokyčiai gali atsirasti bet kuriuo metu, todėl pulsaras sugeba atgaivinti. Toks kontaktas vadinamas mažos masės rentgeno dvejetaine sistema. Seniausi pulsarai yra milisekundės. Kai kurie yra milijardų metų senumo.

neutroninės žvaigždės

neutroninės žvaigždės- gana paslaptingi objektai, saulės masę viršijantys 1,4 karto. Jie gimsta po didesnių žvaigždžių sprogimo. Susipažinkime su šiais dariniais iš arčiau.

Sprogstant žvaigždei, 4-8 kartus masyvesnei už Saulę, lieka didelio tankio šerdis, kuri ir toliau griūva. Gravitacija taip stipriai spaudžia medžiagą, kad protonai ir elektronai susilieja ir atrodo kaip neutronai. Taip gimsta didelio tankio neutroninė žvaigždė.

Šie masyvūs objektai gali pasiekti tik 20 km skersmenį. Norint susidaryti supratimą apie tankį, tik vienas šaukštas neutroninės žvaigždės medžiagos svertų milijardą tonų. Gravitacija ant tokio objekto yra 2 milijardus kartų stipresnė nei Žemės, o galios pakanka gravitaciniam lęšiui, leidžiančiam mokslininkams apžiūrėti žvaigždės nugarą.

Sprogimo smūgis palieka impulsą, dėl kurio neutroninė žvaigždė sukasi ir pasiekia keletą apsisukimų per sekundę. Nors jie gali įsibėgėti iki 43 000 kartų per minutę.

Ribiniai sluoksniai šalia kompaktiškų objektų

Astrofizikas Valerijus Suleimanovas apie akrecinių diskų, žvaigždžių vėjo ir materijos aplink neutronines žvaigždes kilmę:

Neutroninių žvaigždžių vidus

Astrofizikas Sergejus Popovas apie ekstremalias materijos būsenas, neutroninių žvaigždžių sudėtį ir būdus tirti gelmes:

Kai neutroninė žvaigždė yra dvejetainės sistemos dalis, kurioje sprogo supernova, vaizdas atrodo dar įspūdingesnis. Jei antroji žvaigždė savo masyvumu buvo prastesnė už Saulę, ji traukia kompanionės masę į „Roche“ žiedlapį. Tai sferinis materijos debesis, kuris sukasi aplink neutroninę žvaigždę. Jei palydovas buvo 10 kartų didesnis už saulės masę, tada masės perdavimas taip pat koreguojamas, bet ne toks stabilus. Medžiaga teka išilgai magnetinių polių, įkaista ir susidaro rentgeno pulsacijos.

Iki 2010 m. buvo rasta 1800 pulsarų naudojant radijo aptikimą ir 70 per gama spindulius. Kai kurie egzemplioriai net pastebėjo planetas.

Neutroninių žvaigždžių tipai

Kai kuriuose neutroninių žvaigždžių atstovuose medžiagos srovės teka beveik šviesos greičiu. Kai jie praskrieja pro mus, mirksi kaip švyturys. Dėl šios priežasties jie vadinami pulsarais.

Kai rentgeno spindulių pulsarai paima medžiagą iš masyvesnių kaimynų, jie susiliečia su magnetiniu lauku ir sukuria galingus spindulius, stebimus radijo, rentgeno, gama ir optiniame spektre. Kadangi šaltinis yra kompanionėje, jie vadinami akreciniais pulsarais.

Besisukantys pulsarai danguje seka žvaigždžių sukimąsi, nes didelės energijos elektronai sąveikauja su pulsaro magnetiniu lauku virš polių. Kadangi medžiaga pulsaro magnetosferoje įsibėgėja, ji sukuria gama spindulius. Energijos grąžinimas sulėtina sukimąsi.

Magnetarų magnetiniai laukai yra 1000 kartų stipresni nei neutroninių žvaigždžių. Dėl ko žvaigždė priversta suktis daug ilgiau.

Neutroninių žvaigždžių evoliucija

Astrofizikas Sergejus Popovas apie neutroninių žvaigždžių gimimą, emisiją ir įvairovę:

Smūginės bangos šalia kompaktiškų objektų

Astrofizikas Valerijus Suleimanovas apie neutronines žvaigždes, gravitaciją erdvėlaiviuose ir Niutono riba:

kompaktiškos žvaigždės

Astrofizikas Aleksandras Potekhinas apie baltuosius nykštukus, tankio paradoksą ir neutronines žvaigždes:

Tai buvo per daug neįprasta. Pagrindinis jo bruožas, dėl kurio jis gavo savo pavadinimą, yra periodiniai radiacijos pliūpsniai ir griežtai apibrėžtas laikotarpis. Savotiškas radijo švyturys erdvėje. Iš pradžių buvo manoma, kad tai pulsuojanti žvaigždė, kuri keičia savo dydį – tokia jau seniai žinoma. Ir jį atrado Jocelyn Bell, Kembridžo universiteto magistrantė, naudodama radijo teleskopą.
Įdomu tai, kad pirmasis pulsaras buvo pavadintas LGM-1, kuris angliškai reiškia „maži žalieji žmogeliukai“. Tačiau pamažu paaiškėjo, kad pulsarai yra natūralūs mūsų Visatos objektai, o jų atrasta jau gana daug – mažiau nei du tūkstančiai. Artimiausias mums yra 390 šviesmečių atstumu.

Taigi, kas yra pulsaras? Tai labai maža, bet labai tanki neutroninė žvaigždė. Tokios žvaigždės susidaro sprogus žvaigždei – milžinei, daug didesnei už mūsų Saulę – nykštukui. Nutrūkus termobranduolinei reakcijai, žvaigždės medžiaga suspaudžiama į labai tankų objektą – tai vadinama kolapsu, o jo metu elektronai – neigiamos dalelės, spaudžiami į branduolius ir susijungia su protonais – teigiamomis dalelėmis. . Galų gale paaiškėja, kad visa žvaigždės materija yra sudaryta tik iš neutronų, o tai suteikia didžiulį tankį – neutronai neturi krūvio ir gali būti labai arti, beveik vienas ant kito.

Taigi visa didžiulės žvaigždės materija telpa vienoje neutroninėje žvaigždėje, kurios matmenys yra vos keli kilometrai. Jo tankis toks, kad arbatinis šaukštelis šios žvaigždės medžiagos sveria milijardą tonų.

Pirmasis pulsaras, kurį atrado Jocelyn Bell, į kosmosą pasiuntė elektromagnetinius pliūpsnius, kurių dažnis buvo 1,33733 sekundės. Kiti pulsarai turi skirtingus periodus, tačiau jų spinduliavimo dažnis išlieka pastovus, nors gali būti skirtinguose diapazonuose – nuo ​​radijo bangų iki rentgeno spindulių. Kodėl tai vyksta?

Faktas yra tas, kad miesto dydžio neutroninė žvaigždė sukasi labai greitai. Jis gali padaryti tūkstantį apsisukimų aplink savo ašį per vieną sekundę. Jis taip pat turi labai galingą magnetinį lauką. Protonai ir elektronai juda išilgai šio lauko jėgos laukų, o šalia polių, kur magnetinis laukas ypač stiprus ir kur šios dalelės pasiekia labai didelį greitį, išspinduliuoja įvairių diapazonų energijos kvantus. Pasirodo, tarsi natūralus sinchrofasotronas – dalelių greitintuvas, tik gamtoje. Taip žvaigždės paviršiuje susidaro dvi sritys, iš kurių sklinda labai galinga spinduliuotė.

Padėkite žibintuvėlį ant stalo ir pradėkite sukti. Su juo sukasi šviesos spindulys, apšviesdamas viską ratu. Taigi pulsaras, besisukantis, siunčia savo spinduliuotę su sukimosi periodu ir jame yra labai greitas. Kai Žemė yra spindulio kelyje, matome radijo spinduliuotės pliūpsnį. Be to, šis spindulys kyla iš žvaigždės vietos, kurios dydis yra tik 250 metrų! Štai kokia galia, jei galime aptikti signalą už šimtų ir tūkstančių šviesmečių! Pulsaro magnetiniai poliai ir sukimosi ašis nesutampa, todėl spinduliuojančios dėmės sukasi, o ne stovi vietoje.

Kai 1967 m. birželį buvo aptiktas pirmasis pulsaras, jis buvo rimtai vertinamas kaip dirbtinis kosminis objektas. Tai buvo per daug neįprasta. Pagrindinis jo bruožas, dėl kurio jis gavo savo pavadinimą, yra periodiniai radiacijos pliūpsniai ir griežtai apibrėžtas laikotarpis. Savotiškas radijo švyturys erdvėje. Iš pradžių buvo manoma, kad tai pulsuojanti žvaigždė, kuri keičia savo dydį – tokia jau seniai žinoma. Ir jį atrado Jocelyn Bell, Kembridžo universiteto magistrantė, naudodama radijo teleskopą.

Įdomu tai, kad pirmasis pulsaras buvo pavadintas LGM-1, kuris angliškai reiškia „maži žalieji žmogeliukai“. Tačiau pamažu paaiškėjo, kad pulsarai yra natūralūs mūsų Visatos objektai, o jų atrasta jau gana daug – mažiau nei du tūkstančiai. Artimiausias mums yra 390 šviesmečių atstumu.

Taigi, kas yra pulsaras? Tai labai maža, bet labai tanki neutroninė žvaigždė. Tokios žvaigždės susidaro sprogus žvaigždei – milžinei, daug didesnei už mūsų Saulę – nykštukui. Nutrūkus termobranduolinei reakcijai, žvaigždės medžiaga suspaudžiama į labai tankų objektą – tai vadinama kolapsu, o jo metu elektronai – neigiamos dalelės, spaudžiami į branduolius ir susijungia su protonais – teigiamomis dalelėmis. . Galų gale paaiškėja, kad visa žvaigždės materija yra sudaryta tik iš neutronų, o tai suteikia didžiulį tankį – neutronai neturi krūvio ir gali būti labai arti, beveik vienas ant kito.

Taigi visa didžiulės žvaigždės materija telpa vienoje neutroninėje žvaigždėje, kurios matmenys yra vos keli kilometrai. Jo tankis toks arbatinis šaukštelis šios žvaigždės medžiagos sveria milijardą tonų.

Pirmasis pulsaras, kurį atrado Jocelyn Bell, į kosmosą pasiuntė elektromagnetinius pliūpsnius, kurių dažnis buvo 1,33733 sekundės. Kiti pulsarai turi skirtingus periodus, tačiau jų spinduliavimo dažnis išlieka pastovus, nors gali būti skirtinguose diapazonuose – nuo ​​radijo bangų iki rentgeno spindulių. Kodėl tai vyksta?

Faktas yra tas, kad miesto dydžio neutroninė žvaigždė sukasi labai greitai. Jis gali padaryti tūkstantį apsisukimų aplink savo ašį per vieną sekundę. Jis taip pat turi labai galingą magnetinį lauką. Protonai ir elektronai juda išilgai šio lauko jėgos laukų, o šalia polių, kur magnetinis laukas ypač stiprus ir kur šios dalelės pasiekia labai didelį greitį, išspinduliuoja įvairių diapazonų energijos kvantus. Pasirodo, tarsi natūralus sinchrofasotronas – dalelių greitintuvas, tik gamtoje. Taip žvaigždės paviršiuje susidaro dvi sritys, iš kurių sklinda labai galinga spinduliuotė.

Padėkite žibintuvėlį ant stalo ir pradėkite sukti. Su juo sukasi šviesos spindulys, apšviesdamas viską ratu. Taigi pulsaras, besisukantis, siunčia savo spinduliuotę su sukimosi periodu ir jame yra labai greitas. Kai Žemė yra spindulio kelyje, matome radijo spinduliuotės pliūpsnį. Be to, šis spindulys kyla iš žvaigždės vietos, kurios dydis yra tik 250 metrų! Štai kokia galia, jei galime aptikti signalą už šimtų ir tūkstančių šviesmečių! Pulsaro magnetiniai poliai ir sukimosi ašis nesutampa, todėl spinduliuojančios dėmės sukasi, o ne stovi vietoje.

Net pulsaro su teleskopu nepamatysi. Galite aptikti jį supantį ūką – dujų likučius iš sprogusios žvaigždės, iš kurios gimė pulsaras. Šį ūką apšviečia pats pulsaras, bet ne įprasta šviesa. Švytėjimas atsiranda dėl protonų ir elektronų judėjimo beveik šviesos greičiu. Pats pulsaras matomas tik radijo diapazone. Tik nukreipę į jį radijo teleskopą, galite jį aptikti. Nors patys jauniausi pulsarai turi galimybę spinduliuoti optiniame diapazone, o pasitelkę labai jautrią įrangą jiems pavyko tai įrodyti, laikui bėgant šis gebėjimas išnyksta.

Kosmose jau buvo atrasta daug neįprastų objektų, kurie turi unikalių, nuostabių savybių. Tai ir juodosios skylės, ir pulsuojančios žvaigždės, ir juodosios skylės... Pulsarai, o ypač neutroninės žvaigždės, yra vienos neįprastiausių. Juose vykstantys reiškiniai negali būti atkurti laboratorijoje, todėl visi įdomiausi su jais susiję atradimai dar laukia.