İlk pulsar ne zaman keşfedildi? Pulsar

Makalenin içeriği

PULSAR, esas olarak radyo aralığında güçlü, kesinlikle periyodik elektromanyetik radyasyon darbeleri yayan astronomik bir nesne. Darbelerde yayılan enerji, toplam enerjisinin yalnızca küçük bir kısmıdır. Bilinen pulsarların neredeyse tamamı Galaksimizde bulunmaktadır. Her pulsarın kendine ait bir nabız periyodu vardır; saniyede 640 darbeden her 5 saniyede bir darbeye kadar değişirler. Çoğu pulsarın periyodu 0,5 ila 1 saniye arasında değişir. Doğru ölçümler, darbeler arasındaki sürenin tipik olarak günde saniyenin milyarda biri kadar arttığını göstermektedir; Bir yıldızın dönüşü yavaşladığında ve radyasyon sürecinde enerji kaybettiğinde beklenmesi gereken tam olarak budur.

Pulsarların 1967'de keşfi büyük bir sürprizdi çünkü bu tür olaylar daha önce tahmin edilmemişti. Kısa süre sonra bu olgunun ya radyal titreşimlerle ya da yıldızların dönüşüyle ​​​​ilişkili olduğu anlaşıldı. Ancak ne sıradan yıldızlar ne de beyaz cüceler doğal olarak bu kadar yüksek bir frekansta titreşemez. O kadar hızlı da dönemezler; merkezkaç kuvveti onları parçalayacaktır. Bu ancak L.D. Landau ve R. Oppenheimer'ın 1939'da öngördüğü bir maddeden oluşan çok yoğun bir cisim olabilir. Bu maddede atom çekirdekleri birbirine yakın bir şekilde sıkıştırılmıştır. Ancak yıldızlar gibi çok büyük cisimlerin sahip olduğu devasa kütle çekim kuvveti maddeyi bu kadar sıkıştırabilir. Muazzam yoğunluklarda nükleer reaksiyonlar parçacıkların çoğunu nötronlara dönüştürür, bu nedenle bu tür cisimlere nötron yıldızları denir.

Yengeç Bulutsusu'nda bulunan güçlü pulsar PSR 0531 + 21, en detaylı şekilde incelenmiştir. Bu nötron yıldızı saniyede 30 devir yapar ve 10 12 G'lik bir indüksiyonla dönen manyetik alanı, yüklü parçacıkların dev bir hızlandırıcısı gibi "çalışır" ve onlara 10 20 eV'ye kadar enerji verir, bu da çoğundan 100 milyon kat daha fazladır. Dünyadaki güçlü hızlandırıcı. Bu pulsarın toplam radyasyon gücü Güneş'inkinden 100.000 kat daha fazladır. Bu gücün %0,01'den azı, yaklaşık olarak radyo darbelerinden gelir. %1'i optik darbe olarak yayılır ve yakl. %10 – röntgen şeklinde. Geriye kalan güç muhtemelen düşük frekanslı radyo emisyonundan ve yüksek enerjili temel parçacıklardan, yani kozmik ışınlardan geliyor.

Tipik bir pulsardaki radyo darbesinin süresi, darbeler arasındaki zaman aralığının yalnızca %3'üdür. Sürekli olarak gelen darbeler birbirinden çok farklıdır, ancak atımın ortalama (genelleştirilmiş) şekli her pulsar için farklıdır ve uzun yıllar boyunca korunur. Nabız şeklinin analizi birçok ilginç şeyi gösterdi. Tipik olarak her darbe, ortalama darbe profili boyunca "sürüklenen" birkaç alt darbeden oluşur. Bazı pulsarlar için ortalama profilin şekli aniden değişerek sabit bir şekilden diğerine geçebilir; her biri yüzlerce darbe boyunca varlığını sürdürür. Bazen nabız gücü düşer ve sonra düzelir. Bu "donma" birkaç saniyeden birkaç güne kadar sürebilir.

Ayrıntılı analiz sonucunda alt darbeler ince bir yapı ortaya koyuyor: her darbe yüzlerce mikro darbeden oluşuyor. Pulsarın yüzeyinde böyle bir mikro darbenin emisyon bölgesinin boyutu 300 m'den küçüktür. Üstelik emisyon gücü güneşinkiyle karşılaştırılabilir düzeydedir.

Pulsarın etki mekanizması.

Şu ana kadar pulsarın hareketinin yalnızca yaklaşık bir resmi var. Güçlü bir manyetik alana sahip dönen bir nötron yıldızına dayanmaktadır. Dönen manyetik alan, yıldızın yüzeyinden kaçan nükleer parçacıkları yakalar ve onları çok yüksek enerjilere hızlandırır. Bu parçacıklar, hareket yönünde elektromanyetik kuantum yayar ve dönen radyasyon ışınları oluşturur. Işın Dünya'ya doğru yönlendirildiğinde bir radyasyon darbesi alırız. Bu dürtülerin neden bu kadar net bir yapıya sahip olduğu tamamen açık değil; belki de nötron yıldızının yüzeyindeki yalnızca küçük alanlar manyetik alana parçacık fırlatıyor. Maksimum enerjiye sahip parçacıklar tek tek hızlandırılamaz; tek bir parçacık olarak hızlandırılan, belki de 10 12 parçacık içeren ışınlar oluşturuyor gibi görünüyorlar. Bu aynı zamanda her biri muhtemelen ayrı bir parçacık ışınıyla ilişkili olan darbelerin keskin sınırlarının anlaşılmasına da yardımcı olur.

Açılış.

İlk pulsar, 1967 yılında Cambridge Üniversitesi gökbilimcileri J. Bell ve E. Hewish tarafından tesadüfen keşfedildi. Hızla değişen kozmik radyasyonu kaydetmeye yönelik ekipmana sahip yeni bir radyo teleskopunu test ederken, beklenmedik bir şekilde net bir periyodiklikle gelen darbe zincirlerini keşfettiler. İlk pulsarın periyodu 1,3373 sn ve darbe süresi 0,037 sn idi. Bilim insanları, sağa yükselişi 19 saat 19 dakika olan bu yıldıza “Cambridge Pulsar” anlamına gelen CP 1919 adını verdi. 1997 yılına gelindiğinde dünyadaki tüm radyo astronomlarının çabalarıyla 700'den fazla pulsar keşfedildi. Kısa darbeleri tespit etmek için yüksek hassasiyet gerektiğinden Pulsar araştırması en büyük teleskoplar kullanılarak gerçekleştirilmektedir.

Bir pulsarın yapısı.

Nötron yıldızları sıvı bir çekirdeğe ve yaklaşık olarak katı bir kabuğa sahiptir. 1 km. Bu nedenle pulsarların yapısı yıldızlardan çok gezegenleri andırıyor. Hızlı dönüş, pulsarın bir miktar yassılaşmasına yol açar. Radyasyon enerjiyi ve açısal momentumu uzaklaştırır, bu da dönüş yavaşlamasına neden olur. Ancak sert kabuk pulsarın yavaş yavaş küreselleşmesini engelliyor. Dönüş yavaşladıkça, kabukta stres birikir ve sonunda kırılır: Yıldız aniden biraz daha küresel hale gelir, ekvator yarıçapı azalır (sadece 0,01 mm) ve dönüş hızı (momentumun korunmasının bir sonucu olarak) biraz artar. . Daha sonra dönüş hızında kademeli bir yavaşlama ve yeni bir "yıldız depremi" meydana gelir ve bu da dönüş hızında bir sıçramaya yol açar. Böylece pulsarların periyotlarındaki değişiklikleri inceleyerek nötron yıldızlarının katı kabuğunun fiziği hakkında çok şey öğrenmek mümkündür. Gezegenlerin kabuğunda olduğu gibi tektonik süreçler meydana gelir ve muhtemelen kendi mikroskobik dağları oluşur.

Çift pulsarlar.

Pulsar PSR 1913+16, ikili sistemde keşfedilen ilk pulsardı. Yörüngesi çok uzundur, bu nedenle yalnızca kompakt bir nesne (beyaz cüce, nötron yıldızı veya kara delik) olabilecek komşusuna çok yaklaşır. Pulsar darbelerinin yüksek kararlılığı, varış frekansının Doppler kaymasını kullanarak yörünge hareketinin çok doğru bir şekilde incelenmesini mümkün kılar. Bu nedenle ikili pulsar, genel göreliliğin sonuçlarını test etmek için kullanıldı; buna göre yörüngesinin ana ekseninin yılda yaklaşık 4° dönmesi gerekir; İşte tam da bu gözlemleniyor.

Birkaç düzine çift pulsar bilinmektedir. 1988 yılında keşfedilen ikili sistemdeki pulsar, saniyede 622 kez dönmektedir. Güneş'in yalnızca %2'si kadar kütleye sahip olan komşusu muhtemelen bir zamanlar normal bir yıldızdı. Ancak pulsar, kütlenin bir kısmını kendi üzerine çekerek, bir kısmını da buharlaşarak ve uzaya "uçup giderek" onun "ağırlığını kaybetmesini" sağladı. Yakında pulsar komşusunu tamamen yok edecek ve yalnız kalacak. Görünüşe göre bu, pulsarların büyük çoğunluğunun tek olduğu, normal yıldızların en az yarısının ikili ve daha karmaşık sistemlere dahil olduğu gerçeğini açıklayabilir.

Pulsarlara olan mesafe.

Pulsardan Dünya'ya geçen radyo dalgaları yıldızlararası ortamın üstesinden gelir; İçindeki serbest elektronlarla etkileşime girerek yavaşlarlar - dalga boyu ne kadar uzun olursa, yavaşlama o kadar güçlü olur. Uzun dalga boylu bir darbenin kısa dalga boylu olana (birkaç dakikaya ulaşan) göre gecikmesini ölçerek ve yıldızlararası ortamın yoğunluğunu bilerek, pulsara olan mesafeyi belirlemek mümkündür.

Gözlemlerin gösterdiği gibi, yıldızlararası ortamda ortalama olarak yakl. Santimetre küp başına 0,03 elektron. Bu değere göre pulsarlara olan uzaklık ortalama birkaç yüz ışıkyılıdır. yıllar. Ancak daha uzaktaki nesneler de var: Yukarıda bahsedilen çift pulsar PSR 1913+16, 18.000 ışıkyılı uzaklıkta. yıllar.

FAST radyo teleskopu yeni bir milisaniyelik pulsar keşfetti. Kredi: Pei Wang/NAOC.

Pulsar, katı periyodiklikle karakterize edilen, radyo aralığında güçlü elektromanyetik radyasyon yayan bir uzay nesnesidir. Bu tür darbelerde açığa çıkan enerji, pulsarın toplam enerjisinin küçük bir kısmıdır. Keşfedilen pulsarların büyük çoğunluğu Samanyolu'nda bulunuyor. Her pulsar, saniyede 640 atıştan beş saniyede bir atışa kadar değişen belirli bir frekansta atışlar yayar. Bu tür nesnelerin ana kısmının periyotları 0,5 ile 1 saniye arasındadır. Araştırmalar, darbelerin periyodikliğinin her gün saniyenin milyarda biri oranında arttığını göstermiştir, bu da yıldızın yaydığı enerji nedeniyle dönüşteki yavaşlamayla açıklanmaktadır.

İlk pulsar Haziran 1967'de Jocelyn Bell ve Anthony Hewish tarafından keşfedildi. Bu tür bir nesnenin keşfi teorik olarak tahmin edilmemişti ve bilim insanları için büyük bir sürpriz oldu. Araştırma sırasında astrofizikçiler bu tür nesnelerin çok yoğun maddeden oluşması gerektiğini keşfettiler. Yalnızca yıldızlar gibi devasa cisimler bu kadar devasa bir madde yoğunluğuna sahiptir. Muazzam yoğunluk nedeniyle yıldızın içinde meydana gelen nükleer reaksiyonlar parçacıkları nötronlara dönüştürür, bu nedenle bu nesnelere nötron yıldızları denir.

Çoğu yıldızın yoğunluğu suyunkinden biraz daha fazladır; burada öne çıkan bir örnek, ana maddesi gaz olan Güneşimizdir. Beyaz cüceler kütle olarak Güneş'e eşittir ancak çapları daha küçüktür, dolayısıyla yoğunlukları yaklaşık 40 t/cm3'tür. Pulsarlar kütle bakımından Güneş'le karşılaştırılabilir, ancak boyutları çok minyatürdür - yaklaşık 30.000 metre, bu da yoğunluklarını 190 milyon ton / cm3'e çıkarır. Bu yoğunlukta Dünya'nın çapı yaklaşık 300 metre olacaktır. Büyük olasılıkla pulsarlar, bir süpernova patlamasından sonra, yıldızın kabuğu kaybolduğunda ve çekirdek bir nötron yıldızına çöktüğünde ortaya çıkar.

Bugüne kadar en iyi incelenen pulsar, Yengeç Bulutsusu'nda bulunan PSR 0531+21'dir. Bu pulsar saniyede 30 devir yapar, manyetik alan indüksiyonu bin Gauss'tur. Bu nötron yıldızının enerjisi, yıldızımızın enerjisinden yüz bin kat daha fazladır. Tüm enerji şu şekilde bölünmüştür: radyo darbeleri (%0,01), optik darbeler (%1), X-ışınları (%10) ve düşük frekanslı radyo/kozmik ışınlar (geri kalanı).

Standart bir nötron yıldızındaki radyo darbesinin süresi, titreşimler arasındaki sürenin otuzda biri kadardır. Bir pulsarın tüm atışları birbirinden önemli ölçüde farklıdır, ancak belirli bir pulsarın atışının genel şekli ona özgüdür ve onlarca yıldır aynıdır. Bu form size birçok ilginç şey anlatabilir. Çoğu zaman, herhangi bir dürtü birkaç alt darbeye bölünür ve bunlar da mikro darbelere bölünür. Bu tür mikro darbelerin boyutları üç yüz metreye kadar ulaşabiliyor ve yaydıkları enerji güneş enerjisine eşit.

Şu anda bilim insanları pulsarı, yıldızın yüzeyinden kaçan nükleer parçacıkları yakalayan ve daha sonra onları devasa hızlara çıkaran güçlü bir manyetik alana sahip, dönen bir nötron yıldızı olarak düşünüyor.

Pulsarlar bir çekirdek (sıvı) ve kalınlığı yaklaşık bir kilometre olan bir kabuktan oluşur. Sonuç olarak nötron yıldızları yıldızlardan çok gezegenlere benzer. Dönme hızı nedeniyle pulsar yassı bir şekle sahiptir. Darbe sırasında nötron yıldızı enerjisinin bir kısmını kaybeder ve bunun sonucunda dönüşü yavaşlar. Bu yavaşlama nedeniyle kabukta gerilim oluşur ve ardından kabuk kırılır, yıldız biraz daha yuvarlak hale gelir - yarıçap azalır ve dönüş hızı (torkun korunumu nedeniyle) artar.

Bugüne kadar keşfedilen pulsarların uzaklıkları 100 ışık yılı ile 20 bin ışık yılı arasında değişmektedir.

M82 galaksisinin merkezinde bir pulsar (pembe) görülebilir.

Keşfetmek pulsarlar ve nötron yıldızları Evren: fotoğraf ve videolarla açıklama ve özellikler, yapı, dönüş, yoğunluk, kompozisyon, kütle, sıcaklık, arama.

Pulsarlar

Pulsarlar Boyutları büyük bir şehrin sınırlarını aşmayan küresel kompakt nesnelerdir. Şaşırtıcı olan ise bu kadar büyük bir hacimle kütle bakımından güneş kütlesini aşmalarıdır. Maddenin aşırı durumlarını incelemek, sistemimizin ötesindeki gezegenleri tespit etmek ve kozmik mesafeleri ölçmek için kullanılırlar. Ayrıca süper kütleli çarpışmalar gibi enerjik olayları gösteren yerçekimsel dalgaların bulunmasına da yardımcı oldular. İlk kez 1967'de keşfedildi.

Pulsar nedir?

Gökyüzünde bir pulsar ararsanız, belli bir ritmi izleyen sıradan, parıldayan bir yıldız gibi görünür. Aslında ışıkları titremiyor veya titreşmiyor ve yıldız gibi görünmüyorlar.

Pulsar zıt yönlerde iki kalıcı, dar ışık huzmesi üretir. Titreşim etkisi, döndükleri için yaratılır (işaret prensibi). Bu anda ışın Dünya'ya çarpıyor ve sonra tekrar dönüyor. Bu neden oluyor? Gerçek şu ki, bir pulsarın ışık huzmesi genellikle dönme ekseniyle aynı hizada değildir.

Eğer yanıp sönme dönme nedeniyle oluşuyorsa, pulsarın hızı pulsarın dönme hızını yansıtır. Çoğu saniyede bir kez dönen toplam 2.000 pulsar bulundu. Ancak aynı anda yüz devir yapmayı başaran yaklaşık 200 nesne var. En hızlı olanlarına milisaniyelik olanlar denir çünkü saniyedeki devir sayıları 700'e eşittir.

Pulsarlar yıldız olarak kabul edilemez, en azından "yaşayan". Aksine, bunlar büyük bir yıldızın yakıtı bitip çöktükten sonra oluşan nötron yıldızlarıdır. Sonuç olarak, güçlü bir patlama yaratılır - bir süpernova ve kalan yoğun malzeme bir nötron yıldızına dönüşür.

Evrendeki pulsarların çapı 20-24 km'ye ulaşır ve kütleleri Güneş'in iki katıdır. Bir fikir vermesi açısından böyle bir nesnenin küp şeker büyüklüğündeki bir parçasının ağırlığı 1 milyar ton olacaktır. Yani elinize Everest kadar ağır bir şey sığıyor! Doğru, daha da yoğun bir nesne var - bir kara delik. En büyüğü 2,04 güneş kütlesine ulaşıyor.

Pulsarlar, Dünya'nınkinden 100 milyon ila 1 katrilyon kat daha güçlü bir manyetik alana sahiptir. Bir nötron yıldızının pulsar gibi ışık yaymaya başlaması için manyetik alan gücü ve dönüş hızının doğru oranda olması gerekir. Bir radyo dalgası ışınının yer tabanlı bir teleskopun görüş alanından geçmeyebileceği ve görünmez kalabileceği görülür.

Radyo pulsarları

Astrofizikçi Anton Biryukov, nötron yıldızlarının fiziği, rotasyonun yavaşlaması ve yerçekimi dalgalarının keşfi hakkında:

Pulsarlar neden dönüyor?

Bir pulsarın yavaşlığı saniyede bir dönüştür. En hızlıları saniyede yüzlerce devire kadar hızlanır ve milisaniye olarak adlandırılır. Dönme süreci, oluştukları yıldızların da dönmesi nedeniyle meydana gelir. Ancak bu hıza ulaşmak için ek bir kaynağa ihtiyacınız var.

Araştırmacılar milisaniyelik pulsarların bir komşudan enerji çalınarak oluşturulduğuna inanıyor. Dönme hızını artıran yabancı bir maddenin varlığını fark edebilirsiniz. Ve bu, bir gün pulsar tarafından tamamen yok edilebilecek olan yaralı yoldaş için iyi bir şey değil. Bu tür sistemlere kara dullar (tehlikeli bir örümcek türünden sonra) denir.

Pulsarlar çeşitli dalga boylarında (radyodan gama ışınlarına kadar) ışık yayma kapasitesine sahiptir. Peki bunu nasıl yapıyorlar? Bilim insanları henüz kesin bir cevap bulamıyor. Her dalga boyundan ayrı bir mekanizmanın sorumlu olduğuna inanılmaktadır. İşaret benzeri ışınlar radyo dalgalarından oluşur. Parlak ve dardırlar ve parçacıkların odaklanmış bir ışın oluşturduğu tutarlı ışığa benzerler.

Dönüş ne kadar hızlı olursa manyetik alan da o kadar zayıf olur. Ancak dönüş hızı, yavaş olanlar kadar parlak ışınlar yaymaları için yeterlidir.

Dönme sırasında manyetik alan, yüklü parçacıkları hareketli duruma (elektrik akımı) getirebilen bir elektrik alanı oluşturur. Manyetik alanın hakim olduğu yüzeyin üzerindeki alana manyetosfer denir. Burada yüklü parçacıklar, güçlü bir elektrik alanı nedeniyle inanılmaz derecede yüksek hızlara hızlandırılır. Her hızlandıklarında ışık yayarlar. Optik ve x-ışını aralıklarında görüntülenir.

Peki ya gama ışınları? Araştırma, kaynaklarının pulsarın yakınında başka bir yerde aranması gerektiğini öne sürüyor. Ve bir hayrana benzeyecekler.

Pulsarları arayın

Radyo teleskopları, uzaydaki pulsarları aramanın ana yöntemi olmaya devam ediyor. Diğer nesnelere göre küçük ve solukturlar, dolayısıyla tüm gökyüzünü taramanız gerekir ve bu nesneler yavaş yavaş merceğe girer. Çoğu Avustralya'daki Parkes Gözlemevi kullanılarak bulundu. 2018'den itibaren Kilometre Kare Dizi Anteninden (SKA) pek çok yeni veri elde edilebilecek.

2008 yılında, 93'ü milisaniye olan 2050 gama ışını yayan pulsar bulan GLAST teleskopu fırlatıldı. Bu teleskop inanılmaz derecede kullanışlıdır çünkü tüm gökyüzünü tarar, diğerleri ise düzlem boyunca yalnızca küçük alanları vurgular.

Farklı dalga boylarını bulmak zor olabilir. Gerçek şu ki, radyo dalgaları inanılmaz derecede güçlüdür, ancak teleskop merceğine düşmeyebilirler. Ancak gama radyasyonu gökyüzünün daha büyük bir kısmına yayılır, ancak parlaklık açısından daha düşüktür.

Bilim adamları artık radyo dalgaları aracılığıyla ve 160 gama ışınları aracılığıyla bulunan 2.300 pulsarın varlığını biliyor. Ayrıca 60'ı gama ışınları üreten 240 milisaniyelik pulsarlar da var.

Pulsarları kullanma

Pulsarlar sadece muhteşem uzay nesneleri değil aynı zamanda kullanışlı araçlardır. Yayılan ışık, iç süreçler hakkında çok şey anlatabilir. Yani araştırmacılar nötron yıldızlarının fiziğini anlayabiliyorlar. Bu cisimler o kadar yüksek bir basınca sahiptir ki, maddenin davranışı normalden farklıdır. Nötron yıldızlarının tuhaf içeriğine “nükleer macun” adı veriliyor.

Pulsarlar, darbelerinin hassasiyeti nedeniyle birçok fayda sağlar. Bilim adamları belirli nesneleri biliyor ve onları kozmik saatler olarak algılıyorlar. Diğer gezegenlerin varlığına dair spekülasyonlar bu şekilde ortaya çıkmaya başladı. Aslında bulunan ilk ötegezegen bir pulsarın yörüngesinde dönüyordu.

Pulsarların "yanıp sönerken" hareket etmeye devam ettiklerini unutmayın; bu da onların kozmik mesafeleri ölçmek için kullanılabileceği anlamına gelir. Ayrıca yerçekiminin olduğu anlar gibi Einstein'ın görelilik teorisinin test edilmesine de dahil oldular. Ancak titreşimin düzenliliği yerçekimi dalgaları tarafından bozulabilir. Bu, Şubat 2016'da fark edildi.

Pulsar Mezarlıkları

Yavaş yavaş tüm pulsarlar yavaşlar. Radyasyon, dönmenin yarattığı manyetik alandan güç alır. Sonuç olarak gücünü de kaybeder ve ışın göndermeyi bırakır. Bilim insanları, radyo dalgalarının önünde gama ışınlarının hala tespit edilebildiği özel bir çizgi çizdiler. Pulsar aşağıya düştüğü anda pulsar mezarlığına yazılır.

Bir süpernovanın kalıntılarından bir pulsar oluşmuşsa, büyük bir enerji rezervine ve hızlı bir dönüş hızına sahiptir. Örnekler arasında genç nesne PSR B0531+21 yer alır. Birkaç yüz bin yıl boyunca bu aşamada kalabilir ve sonrasında hız kaybetmeye başlayacaktır. Orta yaşlı pulsarlar nüfusun çoğunluğunu oluşturuyor ve yalnızca radyo dalgaları üretiyor.

Ancak yakınlarda bir uydu varsa pulsarın ömrünü uzatabilir. Daha sonra malzemesini çekip dönüş hızını artıracaktır. Bu tür değişiklikler her an meydana gelebilir, bu nedenle pulsar yeniden doğma yeteneğine sahiptir. Böyle bir temasa düşük kütleli X-ışını ikili sistemi denir. En eski pulsarlar milisaniyelik pulsarlardır. Bazıları milyarlarca yaşına ulaşıyor.

Nötron yıldızları

Nötron yıldızları- güneş kütlesini 1,4 kat aşan oldukça gizemli nesneler. Daha büyük yıldızların patlamasından sonra doğarlar. Gelin bu oluşumları daha iyi tanıyalım.

Güneş'ten 4-8 kat daha büyük bir yıldız patladığında, geriye yüksek yoğunluklu bir çekirdek kalır ve çökmeye devam eder. Yerçekimi bir malzemeyi o kadar sert bir şekilde iter ki, protonların ve elektronların bir araya gelerek nötronlara dönüşmesine neden olur. Yüksek yoğunluklu bir nötron yıldızı bu şekilde doğar.

Bu devasa nesneler yalnızca 20 km çapa ulaşabilir. Yoğunluk hakkında bir fikir vermek gerekirse, yalnızca bir kepçe nötron yıldızı malzemesi bir milyar ton ağırlığında olacaktır. Böyle bir nesnenin yerçekimi Dünya'nınkinden 2 milyar kat daha güçlüdür ve güç, yerçekimsel merceklenme için yeterlidir ve bilim adamlarının yıldızın arkasını görmesine olanak tanır.

Patlamadan kaynaklanan şok, nötron yıldızının saniyede birkaç devire ulaşarak dönmesine neden olan bir darbe bırakır. Dakikada 43.000 defaya kadar hızlanmalarına rağmen.

Kompakt nesnelerin yakınındaki sınır katmanları

Astrofizikçi Valery Suleymanov, nötron yıldızlarının etrafındaki birikim disklerinin, yıldız rüzgârının ve maddenin ortaya çıkışı hakkında:

Nötron yıldızlarının iç kısmı

Astrofizikçi Sergei Popov, maddenin aşırı halleri, nötron yıldızlarının bileşimi ve iç mekanı inceleme yöntemleri hakkında:

Bir nötron yıldızı, bir süpernovanın patladığı ikili sistemin parçası olduğunda, resim daha da etkileyici olur. İkinci yıldızın kütlesi Güneş'ten daha düşükse, arkadaşının kütlesini "Roche lobuna" çeker. Bu, bir nötron yıldızının yörüngesinde dönen küresel bir malzeme bulutudur. Uydu, güneş kütlesinden 10 kat daha büyükse, o zaman kütle aktarımı da ayarlanır, ancak o kadar kararlı değildir. Malzeme manyetik kutuplar boyunca akar, ısınır ve X-ışını titreşimleri oluşturur.

2010 yılına gelindiğinde radyo tespiti kullanılarak 1.800 pulsar ve gama ışınları kullanılarak 70 pulsar bulundu. Bazı örneklerin gezegenleri bile vardı.

Nötron Yıldızı Türleri

Nötron yıldızlarının bazı temsilcilerinde neredeyse ışık hızında akan malzeme jetleri var. Yanımızdan uçtuklarında bir deniz fenerinin ışığı gibi parlıyorlar. Bu nedenle onlara pulsar adı veriliyor.

X-ışını pulsarları daha büyük komşularından malzeme örneklediğinde, manyetik bir alanla temasa geçer ve radyo, X-ışını, gama-ışını ve optik spektrumda görülebilen güçlü ışınlar üretir. Kaynak yoldaşta yer aldığından bunlara birikim pulsarları adı verilir.

Gökyüzünde dönen pulsarlar yıldızların dönüşüyle ​​hareket eder çünkü yüksek enerjili elektronlar pulsarın kutupların üzerindeki manyetik alanıyla etkileşime girer. Pulsarın manyetosferindeki malzeme hızlandıkça gama ışınları üretmesine neden olur. Enerjinin serbest bırakılması dönüşü yavaşlatır.

Magnetarların manyetik alanları nötron yıldızlarınınkinden 1000 kat daha güçlüdür. Bu nedenle yıldız çok daha uzun süre dönmek zorunda kalır.

Nötron yıldızlarının evrimi

Astrofizikçi Sergei Popov, nötron yıldızlarının doğuşu, radyasyonu ve çeşitliliği hakkında:

Kompakt nesnelerin yakınında şok dalgaları

Astrofizikçi Valery Süleymanov, nötron yıldızları, uzay aracındaki yerçekimi ve Newton sınırı hakkında:

Kompakt yıldızlar

Astrofizikçi Alexander Potekhin beyaz cüceler, yoğunluk paradoksu ve nötron yıldızları hakkında:

Çok sıradışıydı. Adını aldığı ana özelliği, kesin olarak tanımlanmış bir periyoda sahip periyodik radyasyon patlamalarıdır. Uzayda bir çeşit radyo işaretçisi. İlk başta bunun boyutunu değiştiren, titreşen bir yıldız olduğu varsayıldı - bu tür şeyler uzun zamandır biliniyordu. Ve Cambridge Üniversitesi yüksek lisans öğrencisi Jocelyn Bell tarafından radyo teleskopu kullanılarak keşfedildi.
İlginçtir ki, ilk pulsarın adı İngilizce'de "küçük yeşil adamlar" anlamına gelen LGM-1 idi. Ancak, pulsarların Evrenimizin doğal nesneleri olduğu yavaş yavaş ortaya çıktı ve bunların pek çoğu zaten keşfedildi (yaklaşık iki bin). Bize en yakın olanı 390 ışıkyılı uzaklıkta.

Peki pulsar nedir? Bu çok küçük ama çok yoğun bir nötron yıldızıdır. Bu tür yıldızlar, Güneşimizden çok daha büyük bir cüce olan dev bir yıldızın patlamasından sonra oluşur. Termonükleer reaksiyonun sona ermesinin bir sonucu olarak, yıldızın maddesi çok yoğun bir nesneye sıkıştırılır - buna çöküş denir ve bu sırada elektronlar - negatif parçacıklar çekirdeğe bastırılır ve protonlarla - pozitif parçacıklar ile birleşir. . Sonunda, yıldızın tüm maddesinin yalnızca nötronlardan oluştuğu ortaya çıkıyor, bu da büyük bir yoğunluk sağlıyor - nötronların yükü yok ve çok yakın, neredeyse üst üste yerleştirilebilirler.

Yani devasa bir yıldızın tüm maddesi, yalnızca birkaç kilometre büyüklüğündeki tek bir nötron yıldızının içine sığar. Yoğunluğu öyle ki, bu yıldızın maddesinin bir çay kaşığı bir milyar ton ağırlığındadır.

Jocelyn Bell tarafından keşfedilen ilk pulsar, uzaya 1,33733 saniye frekansında elektromanyetik patlamalar gönderdi. Diğer pulsarların farklı periyotları vardır, ancak radyasyonlarının frekansı, radyo dalgalarından X ışınlarına kadar farklı aralıklarda bulunabilmesine rağmen sabit kalır. Bu neden oluyor?

Gerçek şu ki, şehir büyüklüğündeki bir nötron yıldızı çok hızlı dönüyor. Kendi ekseni etrafında bir saniyede bin devir yapabilir. Üstelik çok güçlü bir manyetik alana sahiptir. Protonlar ve elektronlar bu alanın kuvvet alanları boyunca hareket ederek, manyetik alanın özellikle güçlü olduğu ve bu parçacıkların çok yüksek hızlara ulaştığı kutupların yakınında, çeşitli aralıklarda enerji kuantumları açığa çıkarırlar. Doğal bir senkrofazotron gibi ortaya çıkıyor - yalnızca doğada bulunan bir parçacık hızlandırıcı. Böylece yıldızın yüzeyinde çok güçlü radyasyonun geldiği iki bölge oluşur.

Masanın üzerine bir el feneri yerleştirin ve döndürmeye başlayın. Işık huzmesi onunla birlikte dönerek bir daire içindeki her şeyi aydınlatır. Aynı şekilde bir pulsar dönerken, dönüş periyodu kadar radyasyon yayar ve çok hızlıdır. Dünya ışının yolunda olduğunda, bir radyo emisyonu patlaması görüyoruz. Üstelik bu ışın, büyüklüğü yalnızca 250 metre olan bir yıldızın üzerindeki bir noktadan geliyor! Yüzlerce ve binlerce ışıkyılı uzaklıktaki bir sinyali tespit edebiliyorsak bu ne güçtür! Pulsarın manyetik kutupları ve dönme ekseni çakışmıyor, dolayısıyla ışık yayan noktalar dönüyor ve sabit durmuyor.

Haziran 1967'de ilk pulsar keşfedildiğinde, yapay bir uzay nesnesi olarak ciddiye alınmıştı. Çok sıradışıydı. Adını aldığı ana özelliği, kesin olarak tanımlanmış bir periyoda sahip periyodik radyasyon patlamalarıdır. Uzayda bir çeşit radyo işaretçisi. İlk başta bunun boyutunu değiştiren, titreşen bir yıldız olduğu varsayıldı - bu tür şeyler uzun zamandır biliniyordu. Ve Cambridge Üniversitesi yüksek lisans öğrencisi Jocelyn Bell tarafından radyo teleskopu kullanılarak keşfedildi.

İlginçtir ki, ilk pulsarın adı İngilizce'de "küçük yeşil adamlar" anlamına gelen LGM-1 idi. Ancak, pulsarların Evrenimizin doğal nesneleri olduğu yavaş yavaş ortaya çıktı ve bunların pek çoğu zaten keşfedildi (yaklaşık iki bin). Bize en yakın olanı 390 ışıkyılı uzaklıkta.

Peki pulsar nedir? Bu çok küçük ama çok yoğun bir nötron yıldızıdır. Bu tür yıldızlar, Güneşimizden çok daha büyük bir cüce olan dev bir yıldızın patlamasından sonra oluşur. Termonükleer reaksiyonun sona ermesinin bir sonucu olarak, yıldızın maddesi çok yoğun bir nesneye sıkıştırılır - buna çöküş denir ve bu sırada elektronlar - negatif parçacıklar çekirdeğe bastırılır ve protonlarla - pozitif parçacıklar ile birleşir. . Sonunda, yıldızın tüm maddesinin yalnızca nötronlardan oluştuğu ortaya çıkıyor, bu da büyük bir yoğunluk sağlıyor - nötronların yükü yok ve çok yakın, neredeyse üst üste yerleştirilebilirler.

Yani devasa bir yıldızın tüm maddesi, yalnızca birkaç kilometre büyüklüğündeki tek bir nötron yıldızının içine sığar. Yoğunluğu öyle Bu yıldızın maddesinin bir çay kaşığı bir milyar ton ağırlığındadır.

Jocelyn Bell tarafından keşfedilen ilk pulsar, uzaya 1,33733 saniye frekansında elektromanyetik patlamalar gönderdi. Diğer pulsarların farklı periyotları vardır, ancak radyasyonlarının frekansı, radyo dalgalarından X ışınlarına kadar farklı aralıklarda bulunabilmesine rağmen sabit kalır. Bu neden oluyor?

Gerçek şu ki, şehir büyüklüğündeki bir nötron yıldızı çok hızlı dönüyor. Kendi ekseni etrafında bir saniyede bin devir yapabilir. Üstelik çok güçlü bir manyetik alana sahiptir. Protonlar ve elektronlar bu alanın kuvvet alanları boyunca hareket ederek, manyetik alanın özellikle güçlü olduğu ve bu parçacıkların çok yüksek hızlara ulaştığı kutupların yakınında, çeşitli aralıklarda enerji kuantumları açığa çıkarırlar. Doğal bir senkrofazotron gibi ortaya çıkıyor - yalnızca doğada bulunan bir parçacık hızlandırıcı. Böylece yıldızın yüzeyinde çok güçlü radyasyonun geldiği iki bölge oluşur.

Masanın üzerine bir el feneri yerleştirin ve döndürmeye başlayın. Işık huzmesi onunla birlikte dönerek bir daire içindeki her şeyi aydınlatır. Aynı şekilde bir pulsar dönerken, dönüş periyodu kadar radyasyon yayar ve çok hızlıdır. Dünya ışının yolunda olduğunda, bir radyo emisyonu patlaması görüyoruz. Üstelik bu ışın, büyüklüğü yalnızca 250 metre olan bir yıldızın üzerindeki bir noktadan geliyor! Yüzlerce ve binlerce ışıkyılı uzaklıktaki bir sinyali tespit edebiliyorsak bu ne güçtür! Pulsarın manyetik kutupları ve dönme ekseni çakışmıyor, dolayısıyla ışık yayan noktalar dönüyor ve sabit durmuyor.

Teleskopla pulsarı bile göremezsiniz.. Etrafını saran nebulayı, yani pulsarı doğuran patlayan yıldızın gaz kalıntılarını tespit edebilirsiniz. Bu bulutsu pulsarın kendisi tarafından aydınlatılıyor ancak sıradan ışıkla aydınlatılmıyor. Parıltı, protonların ve elektronların ışığa yakın hızlarda hareket etmesi nedeniyle oluşur. Pulsarın kendisi yalnızca radyo aralığında görülebilir. Yalnızca bir radyo teleskopunu ona doğrultarak onu tespit edebilirsiniz. Her ne kadar en genç pulsarlar optik aralıkta yayma yeteneğine sahip olsa da ve bu çok hassas ekipmanlarla kanıtlanmış olsa da, zamanla bu yetenek ortadan kalkıyor.

Uzayda halihazırda benzersiz, şaşırtıcı özelliklere sahip pek çok sıra dışı nesne keşfedildi. Bunlara kara delikler, titreşen yıldızlar ve kara delikler dahildir... Pulsarlar ve özellikle nötron yıldızları en sıra dışı olanlar arasındadır. Üzerlerinde meydana gelen olaylar laboratuvarda yeniden üretilemez, bu nedenle bunlarla ilgili en ilginç keşiflerin tümü henüz gerçekleşmemiştir.