пульсары — ПУЛЬСАРЫ, ов, ед. ар, а, м. (спец.). Космические источники излучений, достигающих Земли в виде периодически возникающих импульсов. Иллюстрация пульсара J1023, высасывающего вещество из звезды-компаньона. В ее центральной зоне находится быстровращающаяся нейтронная звезда-пульсар, которая инжектирует в окружающее вещество релятивистские потоки заряженных частиц, что приводит к возникновению ударной волны в виде внутренней кольцеобразной структуры. По мнению исследователей, их открытие поможет проектам, основанным на периодичности сияния пульсаров, таким как исследования гравитационных волн, где пульсары используются в качестве космических часов. Двойные пульсары. Расстояние до пульсаров. ПУЛЬСАР, астрономический объект, испускающий мощные, строго периодические импульсы электромагнитного излучения в основном в радиодиапазоне.
Раскрыта загадка странного поведения пульсара
| Пульсары и нейтронные звезды | Пульсары — это космические источники излучений, приходящих на Землю в виде периодических всплесков (импульсов). |
| Что такое планеты-пульсары? | В видео можно услышать, как звучит пульсар, магнитосфера Ганимеда (луна Юпитера), полярное сияние на Земле, Солнце, магнитосфера Юпитера, межзвездное пространство и даже черная дыра. |
| Пульсар | Большой новосибирский планетарий | Карликовые импульсы сильно различаются в ширине импульса и энергии излучения от обычных импульсов, что указывает на новый тип излучения пульсара. |
Нестандартный пульсар
Что такое пульсары и квазары. Пульсар, как выяснилось – это нейтронная звезда. Хотите понять, что такое нейтронные звёзды? LIFE разбирался, почему они "нейтронные", почему их ещё называют пульсарами и откуда такие странные звёзды берутся в космосе. Что такое пульсары и как они рождаются. Пульсар – особый тип нейтронных звезд, обладающий специфическими астрономическими свойствами. IXPE — первая обсерватория, которая сможет изучать поляризованное рентгеновское излучение от чёрных дыр, нейтронных звёзд и пульсаров. Пульсары — (англ. pulsars, сокращенно от Pulsating Sources of Radioemission — пульсирующие источники радиоизлучения) слабые источники космического излучения, всплески которого следуют друг за другом с очень медленно изменяющимся периодом.
Астрономы сообщили об открытии сотен мёртвых звёзд, пульсирующих гамма-излучением
Нейтронная звезда в сравнении с Монреалем. У нейтронных звёзд есть второе название — пульсары. Дело в том, что они в космосе пульсируют радиоизлучением, как маяки. Когда эту пульсацию астрофизики впервые обнаружили, то поначалу даже подумали, что это сигналы от внеземной цивилизации. Пульсар, или нейтронная звезда анимация. При этом радиоизлучение нейтронная звезда испускает из своих полюсов.
Таким образом, когда мы смотрим на неё в телескоп, вращающаяся звезда всё время то поворачивается к нам своим полюсом, то скрывает его. Соответственно, радиосигнал то появляется, то исчезает.
Массы нейтронных звезд сравнимы с массой Солнца, но типичный радиус нейтронной звезды составляет лишь 10—20 километров. Дальнейшему гравитационному сжатию нейтронной звезды препятствует давление ядерного вещества, возникающее за счёт взаимодействия нейтронов. Многие нейтронные звезды обладают чрезвычайно высокой скоростью осевого вращения, — до нескольких сотен оборотов в секунду. По современным представлениям нейтронные звёзды возникают в результате вспышек сверхновых звёзд. Учитывая, что двойная система имеет низкий, но значительный орбитальный эксцентриситет 0,064 , рециклированную природу и большую общую массу около 2,57 массы Солнца , астрономы предполагают, что объект-компаньон, вероятно, является другой нейтронной звездой с массой около 1,2 массы Солнца.
Пульсары с самым коротким периодом вращения Вероятно, тем, кто задается вопросом о том, что такое пульсар и каковы последние новости от астрофизиков об этих небесных объектах, будет интересно знать и общее количество открытых на сегодняшний день звезд такого рода. Сегодня ученым известно более чем 1 300 пульсаров. Есть даже пульсары с еще меньшими периодами — они носят название миллисекундных. Один из них был обнаружен астрономами в 1982 году в созвездии Лисички.
Период его вращения составлял всего лишь 0,00155 сек. Схематическое изображение пульсара включает в себя ось вращения, магнитное поле, а также радиоволны. Такие короткие периоды вращения пульсаров и послужили главным аргументом в пользу предположений о том, что по своей природе они представляют собой вращающиеся нейтронные звезды пульсар является синонимом выражения "нейтронная звезда". Ведь небесное тело с таким периодом вращения должно быть очень плотным.
Исследования этих объектов продолжаются до сих пор. Узнав о том, что такое нейтронные пульсары, ученые не остановились на открытых ранее фактах. Ведь эти звезды были поистине удивительными — их существование могло быть возможным исключительно при условии, что центробежные силы, которые возникают вследствие вращения, меньше сил тяготения, которые связывают вещество пульсара. Различные виды нейтронных звезд В дальнейшем оказалось, что пульсары с миллисекундными периодами вращения являются не самыми молодыми, а, напротив, одними из старейших.
И у пульсаров этой категории были самые слабые магнитные поля. Есть также и тип нейтронных звезд, называемых рентгеновскими пульсарами. Это такие небесные тела, которые испускают рентгеновское излучение. Они также относятся к категории нейтронных звезд.
Однако радиопульсары и звезды, излучающие рентгеновское излучение, действуют по-разному и имеют разные свойства. Впервые пульсар такого рода был открыт в 1972 году в созвездии Геркулес. Природа пульсаров Когда исследователи только лишь начали изучать, что такое пульсары, то они решили, что нейтронные звезды обладают той же природой и плотностью, что и ядра атомов. Такой вывод был сделан, поскольку для всех пульсаров характерно жесткое излучение — точно такое же, какое сопровождает и ядерные реакции.
Однако дальнейшие расчеты позволили астрономам сделать другое утверждение.
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. Нейтронные звезды — это не просто звездный труп, а нечто промежуточное между звездой и черной дырой, поскольку если сжатие еще немного усилить, то нейтронная звезда провалится в пространство и превратится в темного монстра Вселенной, пожирающего все и вся, даже свет.
Раскрыта 10-летняя загадка странного поведения пульсара
Таких в новом каталоге 144. Наконец, наблюдение за пульсарами может использоваться для обнаружения гравитационных волн. Такие волны от множества событий искажают ткань пространства-времени, что находит отражение во временных задержках импульсов от пульсаров. Это позволяет как лучше изучать процессы во Вселенной, так и проверять наши теории о ней. Форма туманности напоминает очертания рентгеновского снимка человеческой руки. 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.
По мере их вращения сторонний наблюдатель с рентгеновским телескопом, расположенным под прямым углом, увидит вспышки мощного света, поскольку лучи периодически будут попадать в поле зрения наблюдателя, подобно свету маяка. Не черная и не дыра Причина, по которой большинство астрономов предполагали, что черные дыры являются источниками ультраярких рентгеновских источников, заключается в невероятной яркости этих самых источников. Черные дыры могут быть в десять или в миллиард раз больше Солнца по массе, что делает их гравитационную тягу намного сильнее, чем у пульсара.
По мере того как вещество попадает в черную дыру, гравитационная энергия превращает его в тепло, что порождает рентгеновский свет. Чем больше черная дыра, тем больше у нее энергии, которая заставляет объект блестеть. Вспышки действительно были там, один импульс в каждые 1,37 секунды. Следующим шагом было выяснение того, какой источник рентгеновского излучения мог бы производить такие вспышки. Исследователи проанализировали данные NuSTAR и второго рентгеновского телескопа NASA «Чандра», чтобы исключить порядка 25 разных рентгеновских источников, и наконец остановились на ультраярком рентгеновском источнике M82X-2. После того как были определены пульсар и его местоположение в M82, осталось еще много вопросов без ответа.
Франческо Коти Зелати, соавтор исследования и научный сотрудник Института космических наук в Барселоне, пояснил: "Мы обнаружили, что смена режимов происходит в результате сложного взаимодействия между пульсарным ветром — потоком высокоэнергетических частиц, выбрасываемых из самого пульсара, и движущейся к нему материей".
Секрет, раскрытый в новом исследовании С помощью моделирования спектральных распределений энергии исследователи показали, что эти вариации мод вызваны изменениями во внутренней области аккреционного диска. В частности, в "низком" режиме вещество, текущее к пульсару, выбрасывается через струю, перпендикулярную диску. По мере приближения к пульсару это вещество попадает под ветер, выходящий из звезды, и нагревается. После этого система переходит в "высокий" режим, испуская рентгеновское, ультрафиолетовое и видимое излучение. Впоследствии фрагменты нагретого вещества выбрасываются из струи. Когда горячего вещества в диске становится меньше, система постепенно затухает, возвращаясь в "низкий" режим.
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. Бурное развитие квантовой физики привело к тому, что в середине XX века появились первые атомные часы, а Международный комитет по мерам и весам принял решение перейти на атомный стандарт. Современный эталон времени — это цезиевый репер частоты. Прибор за стеклом, заходить в комнату нельзя, так как у прибора «тепличные условия», они созданы специально для того, чтобы внешний мир не мешал работе.
Нестандартный пульсар
Пульсары — плотные объекты с массой примерно, как у нашего Солнца, но радиусом примерно в 100 000 раз меньше, то есть всего около 10 км. Будучи такими маленькими, пульсары вращаются с огромной частотой, испуская яркие узкие лучи радиоизлучения вдоль оси. Что такое фракталы. это то, во что превращаются звёзды после своей гибели. IXPE — первая обсерватория, которая сможет изучать поляризованное рентгеновское излучение от чёрных дыр, нейтронных звёзд и пульсаров.
Обнаружен новый миллисекундный пульсар из двух нейтронных звезд
Астрономы из Австралийской национальной обсерватории телескопов (ATNF) открыли новый миллисекундный пульсар. Иллюстрация пульсара J1023, высасывающего вещество из звезды-компаньона. Что такое пульсары и как они рождаются. Пульсар – особый тип нейтронных звезд, обладающий специфическими астрономическими свойствами. Пульсары представляют собой разновидность нейтронных звёзд, которые испускают импульсы в одном или в нескольких диапазонах сразу.
Белый и горячий: пульсар Вела удивил учёных и раскрыл природу высокоэнергетических гамма-излучений
Пульсары и их история Что такое пульсар? Так называют космический объект, образовавшийся вследствие вспышки сверхновой звезды. Другими словами, это нейтронная звезда, которая имеет своё магнитное поле. К тому же этот объект вращается. А его силовая область с магнитным моментом наклонена к оси вращения. Это, в свою очередь, вызывает изменение излучения, которое приходит на Землю. Поэтому пульсары считаются источником различных излучений. Например, таких, как радио, рентгеновских, оптических, либо гамма излучений.
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.
В отличие от радиопульсаров, расходующих собственную энергию вращения на излучение, рентгеновские пульсары излучают за счёт аккреции вещества звезды-соседа, заполнившего свою полость Роша и под действием пульсара постепенно превращающегося в белого карлика.
Как следствие, масса пульсара медленно растёт, увеличивается его момент инерции и — за счёт передачи орбитального момента системы во вращение пульсара падающим на него веществом — частота вращения, в то время, как радиопульсары, со временем, наоборот, замедляются. Обычный пульсар совершает оборот за время от нескольких секунд до нескольких десятых долей секунды, а рентгеновские пульсары делают сотни оборотов в секунду. В 2015 году обнаружили первый гамма-пульсар, лежащий за пределами Млечного Пути.
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. Кандидатами на роль пульсаров стали такие компактные объекты как черные дыры , нейтронные звезды и белые карлики. Так как были открыты пульсары с периодами около 30 миллисекунд, гипотеза о том, что пульсарами могут быть белые карлики — была отброшена.
Что такое пульсар: определение, особенности и интересные факты
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. Дальнейшие наблюдения покажут».
И вы думаете — странно, может, эти голоса у меня в голове? Или вообразите: сильнейшая метель, мощный ветер, но … тихо. Не завывает буря. И вы думаете: а может, я просто сплю? Мы приклеены к пространству-времени, как мухи к липкой ленте. Я не могу поехать во вчера, хотя вчера существует прямо сейчас, точно так же, как прямо сейчас существует завтра; но я вынужден медленно плыть по времени в одном направлении.
Я бы хотел сейчас оказаться на море или на Марсе. Но мне надо преодолеть пространство, хотя на самом деле я могу свернуть пространство в трубочку и просто пощупать Марс. И вот эта «липкая лента», этот «батут», на котором мы прыгаем, он гудит. Он в постоянном движении, и нет ему покоя. В каком-то смысле это шепот Бога. Или — шелест бумаги, на которой Бог пишет наши судьбы.
Скрип Его пера. И вот этот шум, гул, фон — удалось услышать. Это сделали исследователи из Китая, Индии, Европы и Австралии — они договорились, и вышли со своими результатами одновременно. И мы уже знаем кое-что действительно пугающее. Похоже, вскорости по всей Вселенной произойдет одновременный взрыв множества черных дыр. Грядет Апокалипсис.
Но не будем зацикливаться на очередном конце света, разберем, что такое гравитационный волновой фон, и почему это действительно крутое открытие. Работала она так, как и выглядела, и с коммерческого использования ее сняли, отдали ученым. С антенной принялись возиться молодые радиоастрономы Арно Пензиас и Роберт Вильсон. И сразу же услышали, что в ней что-то шипит. Антенна была капитально загажена голубями, и ученые справедливо подумали, что шум — от помета. Принялись эту махину вручную чистить.
Но шум стал только больше. Наконец они догадались: они слышат эхо Большого взрыва. Представьте, что в лесу что-то взорвали, и долго-долго между деревьями, туда-сюда, мечется ослабевающий звук. С тех пор мы расшифровали структуру этого эха, и знаем, что происходило во время самого Большого взрыва. Это открытие показало: надо уметь слушать шум. Просто шипение.
Исследователи проанализировали данные NuSTAR и второго рентгеновского телескопа NASA «Чандра», чтобы исключить порядка 25 разных рентгеновских источников, и наконец остановились на ультраярком рентгеновском источнике M82X-2. После того как были определены пульсар и его местоположение в M82, осталось еще много вопросов без ответа. 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.
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. И если уж махина массой 1,5—2,7 солнца вертится, замедлить или ускорить этакий маховик очень непросто. Другими словами, скорость его вращения будет почти идеально постоянной.
Именно поэтому пульсар — это весьма стабильные часы.