это очень маленькие плотные звезды, известные как нейтронные, они достигают всего 20 км в диаметре. Это всего лишь пульсар с миллисекундным периодом пульсации — время между импульсами примерно такое же короткое. Что такое Васту. Однако от других видов пульсаров миллисекундные пульсары отличает необычайная скорость вращения, проявляющаяся в периодах до нескольких миллисекунд. (радиопульсар), оптического (оптический пульсар), рентгеновского (рентгеновский пульсар) и/или гамма- (гамма-пульсар) излучений, приходящих на Землю в виде периодических всплесков (импульсов).
Значение слова «пульсар»
Пульсары — это небесные тела, которые были обнаружены только в прошлом веке, что вызвало любопытство в научном сообществе у поклонников предмета. Карликовые импульсы сильно различаются в ширине импульса и энергии излучения от обычных импульсов, что указывает на новый тип излучения пульсара. это то, во что превращаются звёзды после своей гибели.
7 фактов о проявлениях нейтронных звезд
- Ответы : Что такое пульсары? Кто их открыл?
- Жизнь на планете-пульсаре
- БОЙТЕСЬ СВОЕЙ СТИРАЛЬНОЙ МАШИНЫ
- ПУЛЬСАР ЧТО ЭТО?
Как звучат пульсары и черные дыры: видео Роскосмоса
Предполагается, что они образуются в двойных системах, когда изначально более массивный компонент превращается в нейтронную звезду, которая затем раскручивается за счет аккреции вещества вторичной звезды. Некоторые пульсары состоят из двух нейтронных звезд так называемые системы двойных нейтронных звезд — double neutron star, DNS. Они являются одним из наиболее важных классов объектов, используемых для проверки и понимания многочисленных явлений астрофизической и фундаментальной физики, включая общую теорию относительности. Источник был обнаружен в ходе повторной обработки результатов обзора пульсаров Вселенной с высоким временным разрешением на южных низких широтах HTRU-S LowLat. Нейтронная звезда — космическое тело, являющееся одним из возможных результатов эволюции звезд, состоящее, в основном, из нейтронной сердцевины, покрытой сравнительно тонкой около 1 км корой вещества в виде тяжёлых атомных ядер и электронов.
Термин образован от английской аббревиатуры pulsar, что расшифровывается как Pulsating Source of Radio emission, или в дословном переводе — «пульсирующий источник радиоизлучения». Все известные на сегодняшний день пульсары лежат в пределах галактики Млечный Путь.
Установлено, что период пульсации каждого из них разнится и колеблется от 640 в секунду до одного за пять секунд. Своим строением жидкое ядро и твердая кора пульсары напоминают планеты.
Кроме того, вскоре группа Хьюиша нашла ещё 3 источника аналогичных сигналов. Только в феврале 1968 года в журнале « Nature » появилось сообщение об открытии быстропеременных внеземных радиоисточников неизвестной природы с высокостабильной частотой [5]. Сообщение вызвало научную сенсацию. К 1 января 1969 года число обнаруженных различными обсерваториями мира объектов, получивших название пульсаров, достигло 27 [6] :16. Число посвящённых им публикаций в первые же годы после открытия составило несколько сотен[ источник не указан 1590 дней ].
Пущино в декабре 1968 года [8] [9]. Доплеровское смещение частоты характерное для источника, совершающего орбитальное движение вокруг звезды обнаружено не было. В числе прочих теорий гипотеза Иосифа Шкловского и др. Однако вскоре астрофизики пришли к общему мнению, что пульсар, точнее радиопульсар , представляет собой нейтронную звезду. Она испускает узконаправленные потоки радиоизлучения, и в результате вращения нейтронной звезды поток попадает в поле зрения внешнего наблюдателя через равные промежутки времени — так образуются импульсы пульсара.
Хотя здесь оперируют нано и пико секундами, человеку почувствовать такую точность не дано. На самом деле это время с нашей колокольни мало точное, очень скромной точности. Национальная шкала времени та, которую мы здесь формируем. Погрешность за сутки составляет приблизительно несколько стомиллиардных долей секунды в сутки», - рассказывает Николай Кошеляевский, начальник лаборатории системы эталонов ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» ВНИИФТРИ. Чтобы атомные часы убежали вперед или отстали на секунду, должны пройти миллионы лет. Главные потребители эталонного времени — сотовая связь и навигация. Если мы хотим с помощью ГЛОНАСС определять своё местоположение с метровой точностью, это значит, что вся система должна работать с погрешностью одну — две миллиардные доли секунды. Атомному времени столько же лет, сколько и космонавтике.
Нестандартный пульсар
Полгода ученые подозревали, что обнаружена внеземная цивилизация, но вскоре выяснили, что излучение имеет естественную природу: были найдены 3 пульсара. В настоящее время во Вселенной известно более 2000 пульсаров. Пульсары — нейтронные звезды с сильным магнитным полем, быстро вращающиеся и излучающие радиоволны направленных образом. Ни обычные звезды, ни даже белые карлики не могут естественным образом пульсировать с такой высокой частотой и вращаться так быстро, так как центробежная сила разорвет их. Пульсары состоят из вещества, ядра которого вплотную прижаты друг к другу. Сжать вещество до такой степени может только гигантская сила тяжести, которой обладают лишь очень массивные тела. Пульсары формируются в результате разрушения массивной звезды, у которой закончилось топливо. При разрушении создается большой взрыв — сверхволна, а оставшийся плотный материал трасформируется в нейтронную звезду.
Масса выброшенного при взрыве сверхновой вещества достигает нескольких масс Солнца , скорость его разлета 10-20 тыс. При взрыве сверхновой ядро массивной звезды сжимается, образуя ядро нейтронной звезды. При этом высвобождается огромное количество нейтрино , что приводит к распространяющейся наружу ударной волне, которая — если она будет достаточно сильной — выбросит внешние слои в космос. Внутренние слои звёзды сжимаются в результате свободного падения, а объём звезды уменьшится в 1015 раз, её средняя плотность увеличиватся во столько же раз, при том, что линейные размеры сжимаются до порядка 10 км. Достигнув подобных размеров и плотности, звезда стабилизируется, её дальнейшее сжатие практически прекращается, но условия равновесия образовавшейся конфигурации качественно отличаются от равновесия обычной звезды. Физические свойства такого сверхплотного вещества, давление которого уравновешивает силу гравитационного притяжения сколлапсировавшей звезды, во многом сходны со свойствами вещества атомного ядра , представляющего собой смесь сильно взаимодействующих протонов и нейтронов. Но в отличие от ядерного вещества, для сколлапсировавшей звезды, по причине её большой массы, фундаментальное значение имеет гравитационное взаимодействие её элементов, между тем как для ядер гравитация несущественна. Из-за этого свойства звезду, образовавшуюся в результате гравитационного коллапса, теоретики ещё в 1930-х годах назвали «нейтронной» [5]. Сравнительно недавно выделен новый компонент излучения: инфракрасное свечение пыли, нагревшейся от контакта с горячим газом остатка сверхновой до температуры 30-50 К [13]. В нашей Галактике пока открыто шесть сравнительно молодых остатков сверхновых, вспыхнувших в последнем тысячелетии. Наиболее известны Крабовидная туманность и Кассиопея А [13]. Известно 4 типа пульсаров, классифицируемых по типу излучений: рентгеновские; гамма-пульсары; магнетары. Рентгеновские пульсары. Это тип нейтронных звёзд , испускающих рентгеновское излучение ; как правило, они представляют собой аккрецирующие нейтронные звезды с сильным магнитным полем в тесных двойных системах. Такой источник космического излучения характеризуется переменными импульсами [14]. Можно выделить три основные гипотезы , объясняющие появление компактных рентгеновских источников в остатках сверхновых: тепловое излучение поверхности молодой горячей нейронной звезды, нетепловое излучение молодого пульсара, возвратная аккреция на молодую нейронную звезду или чёрную дыру вещества остатка сверхновой fall-back. Важными наблюдательными фактами для интерпретации природы источников являются периодичность и переменность рентгеновского потока [15]. Радиопульсары составляют большую группу. Это космические объекты , с периодически повторяющимися импульсами, фиксируемые посредством радиотелескопа. Радиопульсары в остатках сверхновых являются подклассом наиболее распространённых молодых пульсаров, однако, до сих пор не ясно, какая доля сверхновых порождает радиопульсары [2]. J1749 — первый аккрецирующий миллисекундный пульсар рентгеновского диапазона, затмение которого звездой-компаньоном удалось наблюдать. Оптические пульсары, излучение которых можно обнаружить в оптическом диапазоне электромагнитного спектра [13]. Гамма-пульсары - самые мощные источники гамма-излучения во Вселенной. Как известно, гамма-излучение — это электромагнитное излучение с очень малой длиной волн, или поток фотонов очень высокой энергии. По данным учёных, в космосе существуют нейтронные звёзды с невероятно сильным магнитным полем. Такие объекты возникают при условии достаточной массы звезды перед взрывом. Вначале астрономы лишь предполагали наличие подобных объектов, но в 1998 году были получены доказательства теоретического предположения - удалось зафиксировать мощную вспышку рентгеновского и гамма-излучения от одного из объектов в созвездии Орла. На данный момент магнетары - малоизученные космические тела [2]. Характеристики пульсаров Распределение пульсаров на небесной сфере галактические координаты, синусоидальная проекция. Основными параметрами пульсаров можно считать: Период — время между двумя последовательными импульсами излучения. Значения известных периодов заключены в интервале от 1,56 мс до 8,5 с. У подавляющего большинства пульсаров период монотонно увеличивается со временем [2]. Форма импульса. Индивидуальные импульсы радиоизлучения пульсара могут быть совершенно не похожими один на другой. Однако после усреднения приблизительно 1000 таких импульсов формируется средний профиль, остающийся неизменным при последующих усреднениях и являющийся своеобразным портретом каждого пульсара. Средний импульс может быть простым однокомпонентным , двухкомпонентным, либо состоять из нескольких компонентов. Интересной особенностью нескольких пульсаров является наличие у них между двумя последовательными импульсами дополнительной детали — интеримпульса, располагающегося примерно посередине между главными импульсами [2]. У половины пульсаров, о которых известно, что они имеют интеримпульсы, энергия интеримпульса составляет всего лишь несколько процентов от энергии главного импульса [3] Микроструктура.
И что же это за движение? Вращение вокруг своей оси? Обращение по орбите? Озадачивал и период этого движения — порядка секунды. Чем бы ни был космический маяк, он получался очень маленьким. Однако природа пульсаров недолго оставалась загадкой. Все кусочки головоломки уже были на руках у исследователей. Еще в 1934 году, всего через два года после открытия нейтрона, Вальтер Бааде и Фриц Цвикки предположили, что во взрывах сверхновых образуются нейтронные звезды. А незадолго до открытия пульсаров Николай Семенович Кардашев и Франко Пачини показали, что нейтронная звезда должна быстро вращаться и иметь мощное магнитное поле. Опираясь на эти идеи, Томас Голд разгадал природу пульсаров вскоре после их открытия, хотя конкурирующие гипотезы рассматривались еще какое-то время. Открытие пульсаров впервые подтвердило, что нейтронные звезды существует в реальности, а не только в выкладках астрофизиков. За это достижение Хьюиш но почему-то не Белл! Нейтронные звезды — это, так сказать, загробная инкарнация некоторых светил. Расскажем об этом подробнее. Любая звезда сжалась бы в крошечный комок под действием собственной гравитации, если бы не давление, препятствующее сжатию.
Чтобы выйти на эти показатели показателей, магнитное поле должно быть прямым и однородным, а значит, турбулентность здесь невысока. Наиболее интересным фрагментом MSH 15-52 является струя, направленная к «запястью» в нижней области снимка. IXPE показал, что поляризация в начальном фрагменте струи низкая — здесь высокая турбулентность со сложными, запутанными магнитными полями. 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.
Нестандартный пульсар
В 2020 году астрономы США и Польши установили, что причиной того, что этот тип нейтронных звёзд действует как радиомаяки, является взаимодействие между электрическими и магнитными полями у поверхности объекта [12]. Номенклатура[ править править код ] Для наименования пульсаров исторически использовалось две системы. В более ранней пульсар обозначался двумя заглавными латинскими буквами и следующими за ними через пробел четырьмя цифрами. Первая буква обозначала группу учёных, открывшую пульсар, вторая буква — P — начальная буква слова Pulsar. Цифры обозначали прямое восхождение пульсара в часах и минутах. Например: CP 1919 пульсар, открытый кембриджской группой с прямым восхождением 19 часов, 19 минут [13]. Вторая система восходит к 1968 году, когда два новых пульсара были обозначены PSR англ. Pulsating Source of Radio, что означает «пульсирующий источник радиоволн» [14]. Первоначально системой координат, в которой указывалось прямое восхождение и склонение пульсара, были координаты 1950 года, использовавшиеся для пульсаров, открытых приблизительно до 1993 года. Позднее стали использовать координаты 2000 года, хотя для некоторых знаменитых пульсаров обычно используются прежние обозначения.
Тогда ядро погибшего светила превращается в черную дыру. Но это совсем другая история, а здесь мы говорим о нейтронных звездах. Вспомним теперь о законе сохранения момента импульса. Из него следует простое обстоятельство: если вращающееся вокруг своей оси тело сжимается, оно начинает вращаться быстрее. Фигурист, прижимающий руки к телу для исполнения прыжка-тулупа, поймет, о чем речь.
Сжатие ядра умершей звезды останавливается только при плотности вещества в сотни миллионов тонн на кубический сантиметр. Это значит, что оно сжимается до размера в несколько километров. По закону сохранения момента импульса скорость его вращения возрастает… примерно до одного оборота в секунду. В автобиографии звезды можно представить себе главу «Как я стала нейтронной». Время, когда я потеряла почти все еще бы, такие потери массы!
Мне пришлось стать гораздо жестче и вертеться куда быстрее. И меня больше никто не называет солнышком». Жесткость упомянута не просто так. Вещество нейтронных звезд — возможно, самое жесткое и прочное во Вселенной. Поэтому небесное тело и не разваливается от столь быстрого вращения.
Пульсар во много раз превосходит предел Эддингтона , базовое правило в физике, которое устанавливает предел светимости, которую может достичь объект с определенной массой. Мы знаем, что предел может нарушаться на небольшое значение, но наша находка просто взрывает его». NuSTAR хорошо подготовлен к открытиям вроде этого. Помимо того, что космический телескоп видит высокоэнергетические рентгеновские лучи, он еще и видит их уникальным образом. Вместо того чтобы делать снимки так, как делает камера вашего телефона — когда изображение размывается при движении — NuSTAR обнаруживает отдельные частицы рентгеновских лучей и отмечает их, когда измеряет. Это позволяет команде делать своевременный анализ и в данном конкретном случае увидеть, когда свет от ULX выходит в виде импульсов. Теперь, когда команда NuSTAR показала, что этот ULX представляет собой пульсар, Харрисон отмечает, что многие другие ультраяркие рентгеновские источники также могут быть пульсарами.
Возможно, наша находка представляет собой уникальный и странный объект, а возможно, они не так уж и редки. Пока мы просто не знаем.
Международная группа астрономов сообщает об открытии редкого миллисекундного пульсара с двойной нейтронной звездой. Наиболее быстро вращающиеся пульсары с периодом вращения менее 30 миллисекунд известны как миллисекундные пульсары MSP. Предполагается, что они образуются в двойных системах, когда изначально более массивный компонент превращается в нейтронную звезду, которая затем раскручивается за счет аккреции вещества вторичной звезды. Некоторые пульсары состоят из двух нейтронных звезд так называемые системы двойных нейтронных звезд — double neutron star, DNS. Они являются одним из наиболее важных классов объектов, используемых для проверки и понимания многочисленных явлений астрофизической и фундаментальной физики, включая общую теорию относительности.
Что такое пульсар: определение, особенности и интересные факты
Рассказываем в нашем ролике про пульсары — космические объекты, у которых чрезвычайно высокая скорость осевого вращения. Чтобы ускорить так много за такое короткое время, пульсар, вероятно, очень быстро поглощает звезду благодаря этому механизму. Пульсары с очень низким вращением могут ускоряться, когда они пересекают звезду на своем пути. О сервисе Прессе Авторские права Связаться с нами Авторам Рекламодателям Разработчикам.
Новые сведения о пульсарах
Можно выделить три основные гипотезы , объясняющие появление компактных рентгеновских источников в остатках сверхновых: тепловое излучение поверхности молодой горячей нейронной звезды, нетепловое излучение молодого пульсара, возвратная аккреция на молодую нейронную звезду или чёрную дыру вещества остатка сверхновой fall-back. Важными наблюдательными фактами для интерпретации природы источников являются периодичность и переменность рентгеновского потока [15]. Радиопульсары составляют большую группу. Это космические объекты , с периодически повторяющимися импульсами, фиксируемые посредством радиотелескопа. Радиопульсары в остатках сверхновых являются подклассом наиболее распространённых молодых пульсаров, однако, до сих пор не ясно, какая доля сверхновых порождает радиопульсары [2]. J1749 — первый аккрецирующий миллисекундный пульсар рентгеновского диапазона, затмение которого звездой-компаньоном удалось наблюдать. Оптические пульсары, излучение которых можно обнаружить в оптическом диапазоне электромагнитного спектра [13]. Гамма-пульсары - самые мощные источники гамма-излучения во Вселенной. Как известно, гамма-излучение — это электромагнитное излучение с очень малой длиной волн, или поток фотонов очень высокой энергии. По данным учёных, в космосе существуют нейтронные звёзды с невероятно сильным магнитным полем.
Такие объекты возникают при условии достаточной массы звезды перед взрывом. Вначале астрономы лишь предполагали наличие подобных объектов, но в 1998 году были получены доказательства теоретического предположения - удалось зафиксировать мощную вспышку рентгеновского и гамма-излучения от одного из объектов в созвездии Орла. На данный момент магнетары - малоизученные космические тела [2]. Характеристики пульсаров Распределение пульсаров на небесной сфере галактические координаты, синусоидальная проекция. Основными параметрами пульсаров можно считать: Период — время между двумя последовательными импульсами излучения. Значения известных периодов заключены в интервале от 1,56 мс до 8,5 с. У подавляющего большинства пульсаров период монотонно увеличивается со временем [2]. Форма импульса. Индивидуальные импульсы радиоизлучения пульсара могут быть совершенно не похожими один на другой.
Однако после усреднения приблизительно 1000 таких импульсов формируется средний профиль, остающийся неизменным при последующих усреднениях и являющийся своеобразным портретом каждого пульсара. Средний импульс может быть простым однокомпонентным , двухкомпонентным, либо состоять из нескольких компонентов. Интересной особенностью нескольких пульсаров является наличие у них между двумя последовательными импульсами дополнительной детали — интеримпульса, располагающегося примерно посередине между главными импульсами [2]. У половины пульсаров, о которых известно, что они имеют интеримпульсы, энергия интеримпульса составляет всего лишь несколько процентов от энергии главного импульса [3] Микроструктура. Вопрос о том, каков наименьший временной масштаб, в настоящее время остаётся открытым. Его решение представляется очень важным, поскольку минимальные частотно-временные структуры характеризуют механизм излучения и свойства элементарного излучателя в пульсарах. Для выяснения природы излучения пульсаров также очень существенную информацию дают поляризационные измерения. Средние профили ряда пульсаров характеризуются практически полной линейной поляризацией, что означает как полную поляризацию всех отдельных импульсов, так и стабильную поляризацию всего излучения на данной долготе. Позиционный угол в пределах импульса у многих объектов изменяется монотонно, но в некоторых пульсарах наблюдаются резкие скачки этого угла.
Изменение поляризационных параметров вдоль среднего профиля является важной характеристикой пульсара. Зависимости хода позиционного угла и степени линейной поляризации с частотой различны у разных пульсаров и в настоящее время детально не изучены. То же касается и круговой поляризации, которая для многих пульсаров не превышает нескольких процентов, однако у отдельных источников может достигать нескольких десятков процентов [2]. Большинство радиопульсаров представляют собой яркие стабильные источники. Благодаря пульсациям излучения с точно известным периодом они как бы несут индивидуальные метки. Сейчас и в России , и в Европе , и в США активно разрабатываются системы ориентации спутников по рентгеновским пульсарам. Это особенно важно для аппаратов, работающих в автоматическом режиме вдали от Земли. На известных пластинах с краткой информацией о человеке и нашей планете, засланных в космос на аппаратах серии « Пионер » и « Вояджер », положение Земли было показано относительно радиопульсаров, чтобы братья по разуму могли при случае найти нас. Если спутник находится в Солнечной системе , но вдали от Земли, наблюдения миллисекундных пульсаров в рентгеновском диапазоне позволят уточнить положение спутника с точностью в несколько сот метров без необходимости постоянной связи с Землей.
В культуре и искусстве Обложка альбома Joy Division с графиком радиоизлучения пульсара.
Для начала вспомним информацию, известную земным астрономам о гибели звезд в несколько раз больших, чем Солнце. После невиданного по силе взрыва звезда в доли секунды сбрасывает газовое одеяние в мертвый вакуум, а ее ядро мгновенно коллапсирует в небольшой по размеру мизерный, если сравнивать с изначальными параметрами объект, состоящий из склеенных между собой протонов и электронов.
Новые составляющие останков звезды — нейтроны, позволили назвать объект их именем.
Он находится на расстоянии около 27 400 световых лет от Земли и вращается с периодом 8,39 миллисекунды. То есть за одну секунду делает почти 120 оборотов вокруг своей оси. PSR J1744-2946 находится в двойной системе с орбитальным периодом около 4,8 часа.
Масса его компаньона — менее 0,05 солнечной массы.
С 1967 года было открыто и описано более 1 000 пульсаров. Сейчас ученые предполагают, что наша галактика - Млечный Путь - содержит до миллиона пульсаров. Хьюиша Великобритания. Импульсы пульсаров повторяются с периодом от тысячных долей секунды до секунд с высокой точностью. Большинство пульсаров излучает в радиодиапазоне от метровых до сантиметровых волн. Пульсары в Крабовидной туманности и ряд других излучают также в оптическом, рентгеновском и гамма-диапазонах. Радио- пульсары отождествляются с быстровращающимися нейтронными звездами, у которых имеется активная область, генерирующая излучение в узком конусе.
Белый и горячий: пульсар Вела удивил учёных и раскрыл природу высокоэнергетических гамма-излучений
Источник изображений: chandra. С тех пор данные лучи получили широкий спектр применения, и в частности, теперь их использовали, чтобы запечатлеть «кости» магнитного поля расположенной в космосе уникальной структуры в форме человеческой руки. Американские телескопы «Чандра» и IXPE Imaging X-ray Polarimetry Explorer помогли изучить, что происходит в окрестностях мёртвой звезды, которая продолжает существовать за счёт шлейфов частиц заряженного вещества и антивещества. Около 1500 лет назад у гигантской звезды в нашей галактике закончилось топливо — звезда сжалась и образовала чрезвычайно плотный объект — нейтронную звезду. Вращающиеся нейтронные звезды с сильными магнитными полями — пульсары — представляют собой лаборатории для изучения физических процессов в экстремальных условиях, которые невозможно воспроизвести на Земле.
Молодые пульсары производят струи вещества и антивещества, выбрасываемого с полюсов как сильный ветер — он подпитывает туманность. Снимки туманности MSH 15-52, полученные телескопами «Чандра» слева , IXPE в центре и в инфракрасном диапазоне справа В 2001 году американская рентгеновская обсерватория «Чандра» использовалась для наблюдения пульсара PSR B1509-58, в результате чего было обнаружено, что расположенная в его окрестностях туманность MSH 15-52 напоминает человеческую руку. Пульсар находится в основании «ладони» на расстоянии примерно 16 тыс. Дополнительно этот объект изучили при помощи телескопа IXPE — наблюдение производилось около 17 дней, и это был самый продолжительный период наблюдения для обсерватории, запущенной в декабре 2021 года.
Производящие космические лучи заряженные частицы движутся вдоль магнитного поля, определяя основную форму туманности подобно костям в руке человека», — рассказал глава группы исследователей Роджер Романи Roger Romani из Стэнфордского университета в Калифорнии. IXPE помог собрать информацию об ориентации электрического поля рентгеновских лучей, которая определяется магнитным полем источника рентгеновского излучения — о рентгеновской поляризации. В обширных областях MSH 15-52 степень поляризации чрезвычайно высока — здесь она достигает теоретического максимума. Чтобы выйти на эти показатели показателей, магнитное поле должно быть прямым и однородным, а значит, турбулентность здесь невысока.
Наиболее интересным фрагментом MSH 15-52 является струя, направленная к «запястью» в нижней области снимка. IXPE показал, что поляризация в начальном фрагменте струи низкая — здесь высокая турбулентность со сложными, запутанными магнитными полями. 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.
Нейтронные звезды вращаются с большой скоростью и вместе с ней вращается и ее магнитное поле. Вращающееся магнитное поле вызывает явление электромагнитной индукции внутри нейтронной звезды и в результате нейтронная звезда испускает лучи электромагнитного излучения. Это все справедливо для любых нейтронных звезд.
Пульсар и его магнитное поле. Источник: wikipedia. Благодаря этому излучение от пульсаров приходит на Землю всплесками, часто повторяющимися импульсами тогда, когда луч электромагнитного излучения пульсара совпадает с нашим лучом зрения во время очередного поворота.
Пульсары бывают самыми разными в зависимости от того, в каком диапазоне находится излучение: рентгеновские, оптические, радио-пульсары и т. Пульсар в представлении художника. Источник: pinterest.
Постепенное истощение основного источника энергии приводит к уменьшению светимости пульсара, и он в конце концов становится недоступным для наблюдателей. На диаграмме рис. В англоязычной литературе область «выключившихся» пульсаров называют «кладбищем» англ. Разные модели затухания излучения дают различные уравнения «линии смерти», и на упомянутой диаграмме чёткой границы между активными и потухшими пульсарами нет. Диаграмма, изображающая зависимость скорости замедления вращения пульсара от его периода. Голубым цветом показаны линии одинаковой светимости пульсаров сплошные , одинакового возраста пунктирные и одинаковой индукции поверхностного магнитного поля штрих-пунктирные.
Аббревиатуры: SGR — источники мягких повторяющихся гамма-всплесков англ. График из статьи: Kramer M. Перевод и обозначения: БРЭ. Наблюдаемое распределение пульсаров по периодам излучения выявляет существование двух групп. В одной из них сосредоточены объекты с миллисекундными периодами, в другой — с периодами от 0,1 с до нескольких секунд. При этом короткопериодические пульсары никогда не попадут во вторую группу.
Действительно, характерная для источников этой группы производная периода по времени порядка 10—19 требует для увеличения периода от 10 мс до 1 с времени более 300 млрд лет, что существенно превышает возраст Вселенной. Иногда монотонное увеличение периода излучения пульсара прерывается его внезапным скачком в сторону уменьшения с последующим медленным возвращением к первоначальному значению. Этот скачок периода называется «глитчем» от англ. Однозначного объяснения этого явления пока не существует. Наибольшей популярностью пользуется модель, приписывающая скачки периода моменту отрыва сверхтекучих нитей, находящихся внутри нейтронной звезды, от её твёрдой коры Alteration of the magnetosphere... Предлагалась также модель «звездотрясения» — появления разломов в твёрдой коре нейтронной звезды в результате накопления в ней упругих напряжений и её скачкообразной деформации см.
Наконец, рассматривалась возможность искажения наблюдаемого периода в результате нерегулярного ускорения движения самого пульсара Compatibility of the observed rotation parameters... Когда нейтронная звезда находится в двойной звёздной системе , а её компаньон испускает мощный звёздный ветер , включается механизм аккреции на нейтронную звезду. При этом её поверхность разогревается до температуры в миллионы градусов и начинает излучать в рентгеновском диапазоне.
Но дело в том, что данный волчок имеет колоссальную массу и высокую температуру поверхности, а вращающееся магнитное поле создает огромное по напряженности электрическое поле, способное разгонять протоны и электроны почти до световых скоростей. Причем все эти заряженные частицы, носящиеся вокруг пульсара, зажаты в ловушке из его колоссального магнитного поля. И только в пределах небольшого телесного угла около магнитной оси они могут вырваться на волю нейтронные звезды обладают самыми сильными магнитными полями во Вселенной, достигающими 1010-1014 гаусс. Сравним: земное поле составляет 1 гаусс, солнечное - 10-50 гаусс.
Именно эти потоки заряженных частиц и являются источником того радиоизлучения, по которому и были открыты пульсары, оказавшиеся в дальнейшем нейтронными звездами. Поскольку магнитная ось нейтронной звезды необязательно совпадает с осью ее вращения, то при вращении звезды поток радиоволн распространяется в космосе подобно лучу проблескового маяка - лишь на миг прорезая окружающую мглу.
Нестандартный пульсар
Российские астрономы обнаружили в Млечном Пути пять новых пульсаров. Пульсар — это разновидность нейтронной звезды, остаток от массивной звезды. Пульсар отличается от обычных нейтронных звезд тем, что он являются мощным источником радио, оптического, рентгеновского и гамма излучений и вращаются с огромной скоростью. Что такое пульсар? Так называют космический объект, образовавшийся вследствие вспышки сверхновой звезды. Пульсар — это разновидность нейтронной звезды, остаток от массивной звезды. Пульсар отличается от обычных нейтронных звезд тем, что он являются мощным источником радио, оптического, рентгеновского и гамма излучений и вращаются с огромной скоростью. Если мы разместим два пульсара в галактике, и через него пройдёт гравитационная волна, то эти пульсары начнут немного колебаться, и их наблюдаемый период, который нам известен с очень высокой точностью (у некоторых пульсаров с точностью до 10 -13 сек). Что такое пульсары и как они рождаются. Пульсар – особый тип нейтронных звезд, обладающий специфическими астрономическими свойствами.