Об открытии редкого миллисекундного пульсара в виде двойной нейтронной звезды сообщила международная группа астрономов. Наблюдаемый факт: в центре Млечного Пути отсутствуют миллисекундные пульсары. Миллисекундные пульсары испускают импульсы с очень высокой точностью. Международная группа астрономов обнаружила три новых миллисекундных пульсара в шаровом скоплении М62 (также известном как NGC 6266). Миллисекундными пульсарами ученые называют быстро вращающиеся (менее десяти миллисекунд) нейтронные звезды, которые испускают сильное электромагнитное излучение.
Аномальный пульсар оказался тройной системой
Однако этот механизм не может объяснить появление миллисекундных пульсаров, которые делают десятки и сотни оборотов в секунду. Миллисекундные пульсары (MSP) представляют собой особые объекты в космосе, которые обладают удивительной точностью вращения. Общепринятый сценарий образования миллисекундных пульсаров сводится к тому, что старая, медленно вращающаяся нейтронная звезда начинает поглощать вещество компаньона, обычно красного гиганта. Наиболее быстро вращающиеся пульсары с периодами вращения менее 30 мс известны как миллисекундные пульсары (MSP).
Астрономы смоделировали образование миллисекундного пульсара
Наиболее быстро вращающиеся пульсары с периодом вращения менее 30 миллисекунд известны как миллисекундные пульсары. Наиболее быстро вращающиеся пульсары с периодом вращения менее 30 миллисекунд известны как миллисекундные пульсары (MSP, millisecond pulsars). Пульсар получил название GLIMPSE-C01A. Первое изображение пульсара, полученное 27 февраля 2021 года. Это первый миллисекундный пульсар, обнаруженный в центре нашей галактики. Завершив обработку информации, астрономы выяснили, что PSR J1823−3021A выделяется на фоне остальных миллисекундных пульсаров: у него необычайно сильное магнитное поле, а.
Китайский радиотелескоп FAST открыл первый для себя миллисекундный пульсар
Плотность потока совпадает с плотностью потока G359. На верхней панели показаны остатки времени пульсара PSR J1744—2946 в зависимости от орбитальной фазы. На нижней панели предполагается, что большая двоичная полуось равна нулю, чтобы продемонстрировать влияние сопутствующего объекта.
Считается, что на перовом этапе в двойной системе образуется нейтронная звезда. Это компактные останки звезды, плотность которых сравнима с плотностью нейтронов внутри атомного ядра. Данный объект обладает мощным магнитным полем и быстро вращается до нескольких десятков оборотов в секунду. Со временем нейтронная звезда начинает воровать материю у звезды-компаньона, формируя вокруг себя акреционный диск. Именно в таком виде J1023 была зарегистрирована в 2000 году. Угловой момент диска передается звезде и она начинает вращаться быстрее. Спустя некоторое время скорость достигает критических значений, и звезда сбрасывает акреционный диск.
В результате появляется разогнанный пульсар. Именно в таком виде J1023 предстал перед учеными в 2007 году. Исследователи надеются, что нейтронная звезда повторит цикл своего разгона снова. Тогда у ученых будет возможность пронаблюдать этот процесс с самого начала.
Для этого был разработан специальный алгоритм поиска среди источников гамма-излучения в массиве данных. Мы начали поиск на низких частотах и постепенно их увеличивали. В результате нам удалось найти этот пульсар с частотой 390 Гц. Если бы нам пришлось искать до частоты в 700 Гц, на это ушло бы 27000 часов расчетов». После выделения пульсара в данных Ферми, удалось получить немало полезной информации. В частности, компаньоном нейтронной звезды скорее всего является другая умершая звезда. Размер ее составляет около 88000 километров, что несколько меньше, чем диаметр Юпитера. При этом масса объекта превышает наш газовый гигант в восемь раз. Поэтому плотность оказывается примерно в 30 раз выше, чем у Солнца.
После взрыва сверхновой орбита пульсара является сильно вытянутой. Затем у малой звезды также заканчивается топливо для термоядерного синтеза, и она превращается в красный гигант. Нейтронная звезда начинает поглощать оболочку гиганта, что ускоряет ее вращение и уменьшает период импульсов и делает орбиту все более и более правильной. В конце концов от звезды-компаньона остается белый карлик, поглощение прекращается, система становится миллисекундным двойным пульсаром с круговой орбитой. Наиболее правдоподобный, по мнению Чемпиона, — предположение о существовании третьей звезды типа Солнца, находящейся довольно близко к двойной системе.
Российские учёные открыли новый миллисекундный рентгеновский пульсар
Ранее было установлено, что коротковолновые изменения системы "пространство-время" вызываются слиянием маломассивных черных дыр, а иногда и нейтронных звезд. Возник вопрос о том, создаются ли длинные гравитационные волны также черными дырами? В статье консорциума NANOGrav приводятся доказательства того, что гул Вселенной создается сотнями тысяч пар сверхмассивных черных дыр, которые за всю свою долгую историю достаточно приблизились друг к другу, чтобы слиться. Команда провела моделирование популяций сверхмассивных двойных черных дыр и сравнила предсказанные сигнатуры гравитационных волн с самыми последними наблюдениями NANOgrav. Анализ подтвердил, что на протяжении 13,8 миллиарда лет существования Вселенной черные дыры порождали гравитационные волны, которые сегодня накладываются друг на друга, как рябь на воде от горсти брошенных в нее камешков.
Такие всплески происходят в том случае, когда на поверхности нейтронной звезды накапливается достаточно много аккрецированного то есть перетёкшего с невырожденной звезды-компаньона вещества для того, чтобы зажечь термоядерную реакцию. Причём по продолжительности и скорости нарастания всплеска можно судить о химическом составе горящего вещества. Кроме того, большая собирающая площадь NICER и большой опыт его команды в подобных исследованиях очень быстро выявили ещё одну интересную черту этого объекта — были обнаружены когерентные пульсации рентгеновского потока на частоте 447. По доплеровскому сдвигу этой частоты удалось оценить и орбитальный период — примерно 5.
Итого, уже за первые несколько дней удалось выяснить что новый источник — аккрецирующий миллисекундный пульсар в двойной системе с маломассивной 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. Источник был обнаружен в ходе повторной обработки результатов обзора пульсаров Вселенной с высоким временным разрешением на южных низких широтах HTRU-S LowLat.
В 2013 году он перешел в режим высокого уровня активности, демонстрируя признаки формирования аккреционного диска. Данные наблюдений позволили астрономам построить физическую модель переключения миллисекундного пульсара между режимами активности. Во время высокого уровня активности существует ударная волна между ветром от пульсара и внутренним аккреционным потоком, где возникает большая часть рентгеновского излучения, а также рентгеновские, ультрафиолетовые и оптические пульсации. При этом самая внутренняя область усеченного, геометрически тонкого аккреционного диска, заменяется радиационно неэффективным, геометрически толстым потоком, а падающее на пульсар вещество втягивается в магнитное поле и ускоряется, образуя компактный джет из плазмы, которая выбрасывается наружу. Переход в режим низкого уровня активности инициируется дискретными выбросами вещества поверх джета вдоль оси вращения пульсара, что приводит к угасанию пульсаций.
Раскрыта загадка странного поведения пульсара
При вращении эти звезды испускают пучок электромагнитного излучения, который при ориентации на Землю становится объектом наблюдения исследователей. Это явление порождает периодическое излучение сигналов, известное как эффект маяка, который характеризует видимую пульсацию самих источников. Однако от других видов пульсаров миллисекундные пульсары отличает необычайная скорость вращения, проявляющаяся в периодах до нескольких миллисекунд. Это чрезвычайно быстрое вращение — не что иное, как результат процесса, известного как раскрутка, в ходе которого пульсар захватывает вещество от звездного компаньона.
Пояснительная диаграмма поведения пульсара. Аккреция массы в результате этого процесса приводит к сжатию нейтронной звезды, что вызывает значительное увеличение скорости ее вращения. Эта особенность делает необходимым, чтобы такие источники находились в бинарных системах.
До сих пор ученым было известно о существовании 21 двойной нейтронной звезды. Общая масса двойной системы достигает 2,57 массы Солнца. Характерный возраст пульсара оказался равным 0,94 миллиарда лет, а расстояние до этого объекта оценивается не менее чем в 14,3 тысячи световых лет. Предполагается, что двойная нейтронная звезда возникла в результате взрыва сверхновой с захватом электронов.
Это объясняет, почему сверхгигантские монстры в ядрах галактик развились так быстро всего за несколько сотен миллионов лет. Некоторым из дыр «не повезло» — они так и остались маленькими и за миллиарды лет попросту испарились. Но есть еще гипотетический третий, промежуточный тип черных дыр — астероидной массы. Пока что ни один из таких объектов не был обнаружен, поэтому существует даже экзотическая версия, что именно они являются той самой неуловимой темной материей. НаукаИзвержения 4,5 млрд лет: новые данные о самом вулканическом мире Солнечной системы А вот темной материи, согласно оценкам, в центральной области Млечного Пути сконцентрировано очень много. Если хотя бы часть ее действительно имеет природу небольших черных дыр — то они могут вступать в своего рода «смертельное танго» с образующимися пульсарами, становясь причиной их преждевременной гибели.
Наиболее распространенная теория их образования говорит, что они начинают свою жизнь как пульсары с небольшими периодами вращения, но затем постепенно раскручивается путём аккреции. По этой причине пульсары иногда называют «раскрученными пульсарами» англ. Миллисекундные пульсары являются членами маломассивных рентгеновских двойных систем. Рентгеновское излучение в этих системах исходит от аккреционного диска вокруг нейтронной звезды , на которую перетекают внешние слои звезды-компаньона, переполнившей свою полость Роша. Передача углового момента через аккреционный диск теоретически может увеличить скорость вращения пульсара до сотен оборотов в секунду. Магнитное поле миллисекундных пульсаров значительно слабее, чем у других пульсаров, поэтому энергию вращения они теряют медленно, и время их возможной жизни сопоставимо с возрастом Наблюдаемой Вселенной. Это, в свою очередь, означает, что миллисекундные пульсары возникают очень редко. Они характерны для шаровых скоплений, где обычная нейтронная звезда может захватить другую звезду. Миллисекундные пульсары являются старыми пульсарами, хотя не все старые пульсары вращаются быстро. Одиночные старые пульсары, двойные пульсары, а также члены любых широких двойных систем не могут раскручиваться, и вращение их со временем только замедляется. Но природа второго процесса остаётся непонятной. Многие миллисекундные пульсары находятся в шаровых скоплениях. Это согласуется с теорией их формирования путём раскрутки, так как чрезвычайно высокая плотность звёзд в этих скоплениях предполагает гораздо более высокую вероятность того, что пульсар будет иметь гигантскую звезду-компаньона или захватит её. В настоящее время известно около 130 миллисекундных пульсаров в шаровых скоплениях: Шаровое скопление Terzan 5 содержит 33 таких пульсара, 47 Тукана — 22, M28 и M15 по 8 пульсаров каждое. Миллисекундные пульсары испускают импульсы с очень высокой точностью, лучше, чем лучшие атомные часы. Это делает их очень чувствительными зондами. Например, всё, что вращается по орбите вокруг миллисекундных пульсаров, вызывает периодические доплеровские сдвиги их импульсов во времени, которые затем могут быть проанализированы, чтобы выявить наличие компаньона и с высокой точностью измерить орбиту и массу объекта.
Пульсар – последние новости
Звёзды большей массы превращаются в чёрные дыры. Далеко не всякая нейтронная звезда становится пульсаром. Ещё реже пульсары излучают только в гамма-диапазоне. Данные «Ферми» стали и станут кладезем информации для целого спектра научных работ по астрономии. Также гамма-пульсары с импульсами миллисекундной длительности хорошо подходят для космической навигации. Они могут служить своеобразными маяками для полётов в далёкий космос.
Затем у малой звезды также заканчивается топливо для термоядерного синтеза, и она превращается в красный гигант. Нейтронная звезда начинает поглощать оболочку гиганта, что ускоряет ее вращение и уменьшает период импульсов и делает орбиту все более и более правильной. В конце концов от звезды-компаньона остается белый карлик, поглощение прекращается, система становится миллисекундным двойным пульсаром с круговой орбитой. Наиболее правдоподобный, по мнению Чемпиона, — предположение о существовании третьей звезды типа Солнца, находящейся довольно близко к двойной системе. Ее гравитационное притяжение делает орбиту вытянутой.
Связанные понятия Рентгеновский пульсар — космический источник переменного рентгеновского излучения, приходящего на Землю в виде периодически повторяющихся импульсов. Источник мягких повторяющихся гамма-всплесков является астрономическим объектом, который производит мощные всплески гамма-излучения и рентгеновских лучей с нерегулярной периодичностью. Предполагается, что они являются одним из подтипов магнетаров или нейтронными звёздами с пылевыми дисками вокруг них. Микроквазар ы рентгеновские двойные звезды — это двойные звёздные системы, в которых остаток первой звезды, сжатый в тёмный компактный объект такой как нейтронная звезда или чёрная дыра , гравитационно связан со второй обычной звездой, которая движется по тесной орбите вокруг первого компонента. Пекулярная скорость относится к истинной скорости объекта относительно состояния покоя. Чёрные дыры звёздных масс образуются как конечный этап жизни звезды: после полного выгорания термоядерного топлива и прекращения реакции звезда теоретически должна начать остывать, что приведёт к уменьшению внутреннего давления и сжатию звезды под действием гравитации. Сжатие может остановиться на определённом этапе, а может перейти в стремительный гравитационный коллапс. Подробнее: Чёрная дыра звёздной массы Галактика со вспышкой звездообразования — галактика, в которой рождение новых звёзд, по сравнению с аналогичным процессом в большинстве галактик, происходит с исключительно высокой скоростью. Вспышка звездообразования в галактике наблюдается чаще всего после столкновения двух галактик или близкого прохода одной возле другой. Скорость звёздообразования в такой галактике столь высока, что, если бы она скорость оставалась постоянной, запасы газа, из которого формируются звёзды, истощились бы за время... По аналогии со звуковым эхо, световое эхо возникает при внезапной вспышке света например, при вспышках новых , когда свет отражается от объектов вне источника и прибывает к наблюдателю через некоторое время после первоначальной вспышки. Из-за особенностей геометрии явления световое эхо может порождать иллюзию, что свет приходит к наблюдателю со сверхсветовой скоростью. Согласно доминирующей астрофизической модели, пульсары представляют собой вращающиеся нейтронные звёзды с магнитным полем, которое наклонено к оси вращения, что вызывает модуляцию приходящего на Землю излучения. Relativistic jet — струи плазмы, вырывающиеся из центров ядер таких астрономических объектов, как активные галактики, квазары и радиогалактики. Первым такую струю обнаружил астроном Гебер Кёртис в 1918 году. Позже физик и философ Стивен Хокинг сумел доказать, что такие выбросы происходят из гипотетических чёрных дыр. Подробнее: Релятивистская струя Космологическое метагалактическое красное смещение — наблюдаемое для всех далёких источников галактики, квазары понижение частот излучения, объясняемое как динамическое удаление этих источников друг от друга и, в частности, от нашей Галактики, то есть как нестационарность расширение Метагалактики.
Он находится на расстоянии около 4000 световых лет от нас, вращается приблизительно 192 раза в секунду и испускает гамма-излучение. Миллисекундные пульсары — это особый вид нейтронных звезд, которые могут вращаться вокруг своей оси сотни раз в секунду. Изучая MSP, ученые хотят не только лучше понять эволюцию нейтронных звезд и больше узнать об их веществе вещество нейтронных звезд — самая плотная форма материи , но и научиться использовать такие пульсары для обнаружения низкочастотных гравитационных волн. Поэтому поиски таких пульсаров необходимы. Площадь радиотелескопа равна площади 30 футбольных полей, периметр — 1,6 километра, а диаметр — 500 метрам.
Новый миллисекундный пульсар обнаружен с помощью телескопа Green Bank
Millisecond pulsar, MSP) — пульсар с периодом вращения в диапазоне от 1 до 10 миллисекунд. Millisecond pulsar, MSP) — пульсар с периодом вращения в диапазоне от 1 до 10 миллисекунд. Обнаруженный пульсар имеет период вращения около 1,83 миллисекунды, а орбитальный период составляет почти 1,2 дня.