IXPE — первая обсерватория, которая сможет изучать поляризованное рентгеновское излучение от чёрных дыр, нейтронных звёзд и пульсаров.
FAQ: Радиопульсары
Пульсары — нейтронные звезды с мощнейшими магнитными полями — разгоняют заряженные частицы, и прежде всего электроны, до самых экстремальных энергий. это компактные, быстро вращающиеся объекты, которые испускают концентрированные потоки излучения в космос. Что такое Васту.
Что такое нейтронная звезда?
- Что такое пульсар: определение, особенности и интересные факты
- Что представляют собой нейтронные звезды?
- Открытие и классификация
- Пульсары: что такое, история открытия
Астрономы сообщили об открытии сотен мёртвых звёзд, пульсирующих гамма-излучением
Такое излучение поляризовано — имеет едва заметные различия в интенсивности в зависимости от направления. Их изучение поможет понять, как чёрные дыры вращаются и выбрасывают струи вещества джеты и почему пульсары так ярко светятся в рентгеновском диапазоне. Также IXPE сможет формировать изображения любых космических объектов, испускающих рентгеновские лучи.
Отвечает астрофизик Александр Лутовинов. Александр Анатольевич Лутовинов — заместитель директора по научной работе Института космических исследований Российской академии наук, профессор РАН. Название видео Липунов В.
Дайсон, Д. Предлагаем к просмотру видео Роскосмоса.
В этом веществе ядра атомов вплотную прижаты друг к другу. Сжать вещество до такой степени может только гигантская сила тяжести, которой обладают лишь очень массивные тела, такие, как звезды. При огромной плотности ядерные реакции превращают большинство частиц в нейтроны, поэтому такие тела называют нейтронными звездами. Обычные звезды, такие, как Солнце, состоят из газа со средней плотностью чуть больше, чем у воды. Белый карлик с такой же массой, но диаметром около 10 000 км имеет в центре плотность ок. У нейтронной звезды масса тоже близка к солнечной, но ее диаметр всего ок. Если бы до такой плотности сжать Землю, то ее диаметр составил бы ок.
По-видимому, нейтронная звезда может образоваться из центральной части массивной звезды в момент ее взрыва как сверхновой. При таком взрыве оболочка массивной звезды сбрасывается, а ядро сжимается в нейтронную звезду. Эта нейтронная звезда делает 30 оборотов в секунду и ее вращающееся магнитное поле с индукцией 1012 Гс «работает» как гигантский ускоритель заряженных частиц, сообщая им энергию до 1020 эВ, что в 100 млн. Полная мощность излучения этого пульсара в 100 000 раз выше, чем у Солнца. Оставшаяся мощность, вероятно, приходится на низкочастотное радиоизлучение и высокоэнергичные элементарные частицы — космические лучи. Последовательно приходящие импульсы сильно отличаются друг от друга, но средняя обобщенная форма импульса у каждого пульсара своя и сохраняется в течение многих лет. Анализ формы импульсов показал много интересного. Обычно каждый импульс состоит из нескольких субимпульсов, которые «дрейфуют» вдоль среднего профиля импульса. У некоторых пульсаров форма среднего профиля может внезапно меняться, переходя от одной устойчивой формы к другой; каждая из них сохраняется в течение многих сотен импульсов.
Иногда мощность импульсов падает, а затем восстанавливается. Такое «замирание» может длиться от нескольких секунд до нескольких суток. При подробном анализе у субимпульсов обнаруживается тонкая структура: каждый импульс состоит из сотен микроимпульсов.
К концу струи линии магнитного поля выпрямляются, становятся всё более однородными, а поляризация сильно возрастает. Это значит, что в турбулентных областях вблизи пульсара частицы получают прирост энергии и свободно движутся там, где магнитное поле однородно: вдоль «запястья», отстоящего «большого» и прочих пальцев. Схожие схемы IXPE обнаружил и в других туманностях пульсаров, а значит, они могут оказаться распространёнными в подобных объектах.
Астрономам удалось «услышать» низкочастотные гравитационные волны — слабую рябь ткани Вселенной, вызванную движением сверхмассивных объектов, которые растягивают и сжимают пространство. Визуализация гравитационных волн, производимых сверхмассивными чёрными дырами. Источник изображения: nanograv. В 2015 году эксперимент LIGO помог обнаружить гравитационные волны и доказать правоту Эйнштейна, но до сих пор они фиксировались лишь на высоких частотах. То были отдельные быстрые «щебетания», которые происходят только в определённые моменты, например, когда друг с другом сталкиваются относительно небольшие чёрные дыры и мёртвые звезды. В последнем исследовательском проекте учёные пытались обнаружить гравитационные волны на гораздо более низких наногерцовых частотах — периоды этой медленной ряби могут составлять годы и даже десятилетия.
Исходит она, вероятно, из самых больших объектов Вселенной — сверхмассивных чёрных дыр массой в миллиарды солнечных. Но есть и другие «подозреваемые»: космические струны, фазовые изменения Вселенной, быстрое расширение пространства после Большого Взрыва. Возможно, и сам Большой Взрыв, но длина гравитационной волны от него была бы размером во Вселенную, и для неё потребовался бы детектор сравнимых масштабов. Галактики во Вселенной постоянно сталкиваются и сливаются. Схожие процессы наблюдаются и у сверхмассивных чёрных дыр в ядрах галактик. Они сближаются, вращаются вокруг друг друга и в итоге тоже сливаются, испуская во время взаимодействия гравитационные волны.
Если сравнить столкновение сверхмассивных чёрных дыр с брошенным в пруд камнем, то создаваемая им рябь на поверхности пруда — это низкочастотные гравитационные волны. Они расходятся одновременно во все стороны со скоростью света, сжимая и растягивая пространство и время. Зафиксировать эту рябь напрямую доступными человеку инструментами невозможно — длина такой наногерцовой волны может измеряться световыми годами. Проще говоря, Земля слишком мала, и понадобился бы детектор галактических масштабов. На их обнаружение непрямыми методами у учёных NANOGrav ушло 15 лет, и в своей работе они использовали оборудование, установленное по всей Северной Америке. Астрономы других стран опирались на результаты исследований, продолжавшихся до 18 лет.
Новый миллисекундный пульсар нашли в Млечном Пути
Их регулярные сигналы сначала принимали за морзянку от инопланетян. Пульсары — точные часы, и потому с их помощью можно проверять общую теорию относительности и обнаруживать гравитационные волны. В 1967 году двое британских астрономов поймали необъяснимый космический сигнал. Радиотелескоп у них был довольно примитивный, и тем не менее им удалось сделать новый шаг в науке. Их телескоп состоял примерно из 120 миль проволоки и 2000 детекторов, развешенных между 1000 деревянных столбов, как гигантская бельевая сушилка, растянувшаяся на четыре акра поля в Кембриджшире.
Когда в июле 1967-го этот телескоп был направлен на небо, его самописец выдавал по 30 метров графиков в день. Аспирантка Джослин Белл под руководством физика Тони Хьюиша прочесывала эти графики в поисках квазаров, мерцающих из-за возмущений в нашей атмосфере. Но нашла она кое-что другое. Она была не похожа на остальные данные и исходила из одной точки в небе.
Приглядевшись, Белл увидела, что полоса распадалась на повторяющиеся серии коротких радиоимпульсов через каждые 1,3 секунды. Белл и Хьюиш попытались вычислить, откуда приходит загадочный сигнал. Хотя из-за его точности можно было бы заподозрить, что источник — искусственный, ученые не смогли найти никакого излучателя. Принятые сигналы не походили ни на какие известные звезды или квазары.
Нобелевские противоречия За открытия пульсаров была вручена не одна Нобелевская премия. Тони Хьюиш получил ее в 1974 году, вместе с коллегой-радиоастрономом Мартином Райлом. Джослин Белл, как ни странно, не учли, хотя именно в ее диссертационном исследовании был открыт первый пульсар. В 1993-м Джо Тейлор и Рассел Халс получили еще одну Нобелевскую премию за открытие первой двойной системы пульсаров.
В свою очередь эти электроны могут порождать столь же экстремальные гамма-кванты, которые в конечном счете и позволяют астрономам обнаруживать эти естественные «пусковые установки» частиц. Статья об этом опубликована в Astrophysical Journal Letters. Это примерно на два порядка выше, чем максимальная энергия частиц на мощнейшем в мире ускорителе, Большом адронном коллайдере, расположенном недалеко от Женевы.
Их изучение поможет понять, как чёрные дыры вращаются и выбрасывают струи вещества джеты и почему пульсары так ярко светятся в рентгеновском диапазоне. Также IXPE сможет формировать изображения любых космических объектов, испускающих рентгеновские лучи. Например, Крабовидной туманности в созвездии Тельца — остатка сверхновой с нейтронной звездой, которая быстро вращается в центре туманности.
Кроме того, мы можем не улавливать эти сигналы, потому что неправильно воспринимаем. Некоторые задаются вопросом, могут ли пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звёзды, периодически излучающие радиацию, быть источником инопланетных посланий? С этой целью SETI испробовала различные способы. В настоящее время она использует антенную решётку Аллена, при помощи которой с октября 2007 г. В последнее время не было зафиксировано никаких сигналов, которые бы могли быть посланы разумными существами. Астрофизик Грегори Бенфорл из Калифорнийского Университета в Ирвайне и его брат физик Джеймс Бенфорд считают, что неудачи могут быть вызваны неправильно выбранным подходом, а не потому что аппаратура недостаточно хороша. Другим словами, развитая внеземная цивилизация, возможно, заинтересована в снижении затрат и оптимизации эффективности отправки сигналов в космос, как и мы на Земле. Братья предположили, что инопланетные сигналы могут быть не продолжительными и вещаемыми во всех направлениях, а пульсирующими и узкочастотными в интервале 1—10 гигагерц. Статья Бенфордов была опубликована в журнале Astrobiology в июне 2010 г.
Значение слова «пульсар»
Миллисекундные пульсары обладают периодом обращения менее чем 30 миллисекунд. В ходе нового исследования ученые обнаружили пульсар с периодом обращения в 8,39 миллисекунд. Объект расположен на расстоянии 27 400 световых лет от Земли. У него также выявили «компаньона» массой не менее 0,05 солнечных масс. Ученые предположили, что новый объект может быть связан со «Змейкой».
Нейтронные звёзды. Наблюдения П. Нейтронные звёзды характеризуются очень малыми размерами: диаметр нейтронной звезды с массой, равной примерно массе Солнца, составляет всего несколько десятков км. Нейтронная звезда — это как бы колоссальное атомное ядро, состоящее в основном из нейтронов. Источник энергии, излучаемой П. Механизм излучения П.
Трансформация кинетической энергии вращения звезды в излучение происходит, по-видимому, вследствие того, что вращающаяся магнитная звезда индуцирует вокруг себя электрическое поле, ускоряющее частицы окружающей П. Эти ускоренные частицы и дают наблюдаемое излучение. В 70-х гг. Второй компонент в этих системах — нормальная звезда. Газ из оболочки нормальной звезды течёт к нейтронной звезде, закручивается вокруг неё и в конце концов вдоль магнитных силовых линий поля нейтронной звезды падает на её поверхность.
Кроме того, братья посоветовали сосредоточиться на центре Млечного пути, где находится большая часть звёзд в Галактике. Сигнал инопланетной цивилизации может быть непродолжительным. Поэтому, если наши аппараты не направлены в нужную точку в нужный момент, то мы пропустим сигнал. Кроме того, даже если нам удастся зафиксировать такой временный сигнал, он может быть воспринят как естественное явление. По словам братьям, внеземные сигналы могут быть регулярными, похожими на вспышки маяка с интервалами в несколько дней.
Они очень быстро вращаются и являются источником мощного излучения. Внеземные сигналы, использующие «принцип маяка», могут быть очень похожи на излучение этих звёзд. Первый наблюдаемый пульсар получил название LGM-1 — сокращение от little green men маленькие зелёные человечки , и имел период 1,33 секунды, пишет Universe Today. Учёные изначально решили, что это сигналы от внеземной цивилизации.
Из-за особенностей излучения сначала было решено, что они имеют примерно ту же структуру, что и атомные ядра, обладая и такой же плотностью. Но позже стало ясно: это небесное тело схоже с планетами-гигантами. В ходе дальнейших исследований ученые пришли к выводу: пульсар — это нейтронная звезда, образовавшаяся в результате вспышки сверхновой и испускающая радиоволны. Постоянство пульсации объясняется стабильностью вращения таких нейтронных звезд. Для обозначения пульсаров в астрономии принято использовать четырехзначное число.
Цифры эти обозначают часы две первых и минуты две последних прямого восхождения импульса. Место открытия небесного объекта закодировано в двух латинских буквах, что ставят впереди цифр. Так, первому из пульсаров, о которых узнало человечество, присвоен код СР 1919, где буквы расшифровываются как «Кембриджский пульсар». Виды нейтронных звезд Различают пульсары с коротким и длинным периодом вращения. Старейшими, как ни парадоксально, являются нейтронные звезды с миллисекундными периодами вращения. А более «медлительные» — самые молодые.
Новый миллисекундный пульсар нашли в Млечном Пути
IXPE — первая обсерватория, которая сможет изучать поляризованное рентгеновское излучение от чёрных дыр, нейтронных звёзд и пульсаров. О сервисе Прессе Авторские права Связаться с нами Авторам Рекламодателям Разработчикам. Международная группа ученых, работающих с южноафриканским радиотелескопом MeerKAT, обнаружила новую разновидность небесных тел — чрезвычайно медленно вращающийся «зомби-пульсар» PSR J0901-4046, совершающий один оборот за 76 с. О сервисе Прессе Авторские права Связаться с нами Авторам Рекламодателям Разработчикам.
Раскрыта 10-летняя загадка странного поведения пульсара
Аккреционный диск состоит из вещества, стянутого со звезды—соседа пульсара. Эта материя, приближаясь к пульсару и накапливаясь, нагревается солнечным ветром. Материя начинает светиться в рентгеновском, ультрафиолетовом и видимом свете, и это горячее светящееся вещество соответствует режиму высокой энергии пульсара. Однако в конце концов происходит процесс, в результате которого вещество выбрасывается с высокой энергией, уходя перпендикулярно аккреционному диску, в направлении струй пульсара. Затем цикл повторяется».
Однако возникли серьёзные затруднения с выбором класса звёзд, который мог бы обеспечить наблюдаемые явления. Для того чтобы обеспечить очень высокую угловую скорость вращения, характерную для П. Белые и красные карлики компактные звёзды не могут иметь таких угловых скоростей вращения: они были бы немедленно разорваны центробежными силами. Единственным приемлемым классом звёзд оказался известный только на основании теоретических исследований класс нейтронных звёзд См. Нейтронные звёзды. Наблюдения П.
Нейтронные звёзды характеризуются очень малыми размерами: диаметр нейтронной звезды с массой, равной примерно массе Солнца, составляет всего несколько десятков км. Нейтронная звезда — это как бы колоссальное атомное ядро, состоящее в основном из нейтронов. Источник энергии, излучаемой П. Механизм излучения П. Трансформация кинетической энергии вращения звезды в излучение происходит, по-видимому, вследствие того, что вращающаяся магнитная звезда индуцирует вокруг себя электрическое поле, ускоряющее частицы окружающей П.
Для его определения необходимо измерить задержку длинноволнового импульса относительно коротковолнового и установить плотность межзвездной среды. Один из самых удаленных пульсаров находится на расстоянии 18 000 световых лет от Земли. Пульсары открыл английский астрофизик Джоселин Белл в 1967 году. Первый такой объект был назван CP 1919, что означает Cambridge Pulsar «кембриджский пульсар» , имеющий прямое восхождение 19 часов 19 минут.
Аспирант предположила, что найденный сигнал порождается точечным источником — звездой. Однако период излучения импульсов этим источником был чуть более секунды. Столь частые вспышки не характерны для переменных звезд и не могут быть вызваны процессами, протекающими в них. Вместе с Энтони Хьюишом аспирант продолжила изучение странного излучения, в результате чего гипотеза о земном его происхождении была отброшена. Были привлечены и другие ученые. Так как был обнаружен только один такой источник, начали возникать предположения, что периодичный источник является следствием деятельности внеземной разумной цивилизации. Вскоре Джоселин было обнаружено еще три источника со столь малой периодичностью в совсем иных областях неба. Тогда стало ясно, что данный источник — это новый класс астрономических объектов. Фото Джоселин Белл 1967 года и 2011 года Как оказалось, позже — подобные периодические радиосигналы улавливались астрономами и ранее, но принимались за помехи, вызванные человеческой деятельностью. Кандидаты в пульсары Характер получаемых импульсов предполагал, что излучение приходит на Землю с участка пространства, относительно небольшого по объему. Также высокая стабильность пульсара свидетельствует о том, что источник излучения представляет собой жесткую систему, а не скопление газа или плазмы. Периодичное же излучение может быть объяснено тремя способами: колебаниями самого объекта-источника, либо его собственным или орбитальным вращением. Под орбитальным вращением источника периодичного излучения подразумевается взаимное вращение двух объектов, однако такая система со столь низким периодом излучала бы мощные гравитационные волны, которые бы замедляли вращение объектов и приводили бы к их столкновению всего в течение одного года. Кроме того, сближение вызывало бы уменьшение периода излучения, в то время как у пульсаров он несколько растет со временем. Собственные пульсации такого объекта также приводили бы к уменьшению периода. Остается вариант с собственным вращением объекта.
Ученые доказали, что космические лучи с высочайшими энергиями порождаются пульсарами
По типу радиоизлучения П. Для известных П. Первые наблюдения П. Однако при последующих наблюдениях было установлено, что периоды П. Для большинства П. Однако имеются два П. Эти П. Существование у них оболочек, характерных для сверхновых звёзд, свидетельствует в пользу того, что П. Отсутствие же таких оболочек у других, более старых П. Интересная особенность молодых П. Практически все П.
Причем частота со временем изменяется — у первых увеличивается, у вторых уменьшается. Самым редким на сегодня источником космических лучей являются пульсары, чье излучение обнаруживается в оптическом спектре электромагнитного излучения — их всего 6 из почти 7 десятков открытых. Пульсар в центре Крабовидной туманности. Изображение с сайта ru.
И благодаря точной природе этих надоедливых импульсов мы можем делать это с очень высокой точностью, что дает нам представление о внутренней природе пульсара, а также о любом бинарном компаньоне, который у него может быть.
Сплошная кривая — это модель, предсказанная для системы из двух планет, и точки данных соответствуют модели, доказывая, что планетная система существует. Иногда мы замечаем, что тиканье пульсаров доходит до нас раньше или позже, чем мы ожидали, создавая небольшое колебание в данных, которые мы наблюдаем с течением времени. Это говорит нам о том, что что-то должно притягивать пульсар, и когда мы измеряем это колебание в течение нескольких циклов, мы обнаруживаем, что оно следует регулярной схеме, как будто пульсар движется вокруг центра масс по орбите. Это похоже на нашу Солнечную систему: Юпитер достаточно велик, чтобы заставить Солнце двигаться вокруг центральной точки, известной как барицентр. Таким образом, если бы вы могли измерить данные с Солнца из удаленной точки, вы бы увидели, что оно лишь незначительно колеблется в течение цикла около 12 лет что соответствует длине орбиты Юпитера.
Тщательный анализ данных, которые производят эти колебания, позволяет нам узнать о периоде обращения тела и его массе. И еще раз, благодаря чувствительности, которая достигается при измерении импульсов пульсара, мы можем сделать вывод о массах компаньона, которые могут быть меньше, чем у Луны Земли , даже на расстоянии стольких световых лет. Именно это и произошло в 1992 году. Вскоре они поняли, что смотрят на планету, вращающуюся вокруг мертвой звезды. На самом деле они обнаружили не одну, а две планеты, вращающиеся вокруг пульсара!
Они стали первыми планетами, обнаруженными за пределами нашей Солнечной системы, или экзопланетами. Жизнь на планете-пульсаре Орбитальное поле обломков вокруг пульсара с материалами, которые могут медленно сливаться, образуя планеты. Итак, какой будет жизнь на одной из этих планет-пульсаров? Пульсары испускают огромное количество радиации от радиоволн до гамма-лучей — настолько сильное, что жизнь в том виде, в каком мы ее знаем не могла бы выжить. Вы бы тоже жили под постоянным стробоскопическим эффектом излучения… некоторые пульсары вращаются со скоростью сотни раз в секунду, так что это было бы неприятно.
Магнитные поля пульсаров также создают «ветер» из релятивистских частиц, что звучит как самая экстремальная форма пескоструйной обработки в истории Вселенной. В этих условиях атмосфера ни одной планеты не могла сохраниться нетронутой. Кстати говоря, если бы вы подошли слишком близко, и магнитное поле, и их гравитация действительно нанесли бы некоторый ущерб. Так как же в таких экстремальных условиях формируется планета-пульсар? Во-первых, система-прародитель подвергается вспышке сверхновой, что является одним из самых жестоких событий, которые могут произойти в нашей Вселенной.
Массивная звезда, буквально взрывающая сама себя. Планеты-пульсары не могут быть бывшими планетами из этой старой системы, потому что до взрыва сверхновой массивная звезда должна была расшириться до красного гиганта и поглотить внутренние миры. Даже миры, расположенные дальше — когда эта звезда взорвется, внезапное изменение массы вызовет большое изменение гравитации в системе, что приведет к ее дестабилизации и принесет много горя всему, что осталось позади. Так что, возможно, планеты-пульсары выкованы из пепла оставшихся обломков после взрыва сверхновой — измельченных остатков любых бывших планет, смешанных с большим количеством «звездных кишок». Это может быть вариантом, но диск обломков должен двигаться по орбите с постоянной или достаточно высокой скоростью, чтобы избежать его падения обратно на пульсар который все еще имеет довольно сильное локализованное гравитационное поле.
Иногда у пульсаров есть звезды-компаньоны, которые со временем сливаются с ними. Во время этого процесса материал компаньона может оставаться на орбите, а после длительных периодов времени от миллионов до миллиардов лет этот обломок может начать сливаться и также становиться маленькими планетами. В этом сценарии поле обломков должно быть достаточно далеко от пульсара, чтобы его не втянуло внутрь. Другой вариант заключается в том, что пульсар может украсть планету у двойной системы или ее спутника. Когда вторичная звезда и ее планеты сближаются, пульсар выбрасывает звездный объект, но захватывает планетарное тело, принимая его как свое собственное.
Добро пожаловать в ад, планетарный друг. И, наконец, планеты-пульсары могут быть всем, что осталось от звезды-компаньона, которая отклонилась слишком близко к пульсару.
Помоги мне разобраться! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.
Вопрос: жигалка — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?
Обнаружен новый миллисекундный пульсар из двух нейтронных звезд
Пульсар во много раз превосходит предел Эддингтона, базовое правило в физике, которое устанавливает предел светимости, которую может достичь объект с определенной массой. последние новости об открытиях российских и зарубежных ученых, острые дискуссии об организации науки в России и взаимодействии науки и бизнеса, собственные рейтинги российских ученых, научных организаций и инновационных компаний. это очень маленькие плотные звезды, известные как нейтронные, они достигают всего 20 км в диаметре.