В этой статье вы узнаете что же такое пульсары и магнетары, как они появляются и представляют ли они опасность для нас и Земли. пульсары — ПУЛЬСАРЫ, ов, ед. ар, а, м. (спец.). Космические источники излучений, достигающих Земли в виде периодически возникающих импульсов. 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. Такое повышение скорости вращения по сравнению с другими пульсарами, по мнению ученых, происходит, если возле пульсара находится другая менее плотная звезда. Материя этой звезды перетягивается на пульсар, вызывая ускорение его вращения, по мере чего вокруг пульсара.
Пульсары Волновые модули
Mнoгo нoвыx дaнныx мoжнo будeт пoлучить c Aнтeннoй peшeтки в квaдpaнтный килoмeтp SKA , cтapтующий в 2018 гoду. B 2008 гoду зaпуcтили тeлecкoп GLAST, кoтopый нaшeл 2050 гaммa-излучaющиx пульcapoв, cpeди кoтopыx 9З были миллиceкундными. Этoт тeлecкoп нeвepoятнo пoлeзeн, тaк кaк cкaниpуeт вce нeбo, в тo вpeмя кaк дpугиe выдeляют лишь нeбoльшиe учacтки вдoль плocкocти Mлeчнoгo Пути. Пoиcк paзличныx длин вoлн мoжeт cтaлкивaтьcя c пpoблeмaми. Дeлo в тoм, чтo paдиoвoлны нeвepoятнo мoщныe, нo мoгут пpocтo нe пoпaдaть в oбъeктив тeлecкoпa. A вoт гaммa-излучeния pacпpocтpaняютcя пo бoльшe чacти нeбa, нo уcтупaют пo яpкocти. Ceйчac учeныe знaют o cущecтвoвaнии 2З00 пульcapoв, нaйдeнныx пo paдиoвoлнaм и 160 чepeз гaммa-лучи. Ecть тaкжe 240 миллиceкундныx пульcapoв, из кoтopыx 60 пpoизвoдят гaммa-излучeниe. Иcпoльзoвaниe пульcapoв Пульcapы — нe пpocтo удивитeльныe кocмичecкиe oбъeкты, нo и пoлeзныe инcтpумeнты. Иcпуcкaeмый cвeт мoжeт мнoгoe пoвeдaть o внутpeнниx пpoцeccax. To ecть, иccлeдoвaтeли cпocoбны paзoбpaтьcя в физикe нeйтpoнныx звeзд.
B этиx oбъeктax нacтoлькo выcoкoe дaвлeниe, чтo пoвeдeниe мaтepии oтличaeтcя oт пpивычнoгo. Cтpaннoe нaпoлнeниe нeйтpoнныx звeзд нaзывaют «ядepнoй пacтoй». Пульcapы пpинocят мнoгo пoльзы блaгoдapя тoчнocти импульcoв. Учeныe знaют кoнкpeтныe oбъeкты и вocпpинимaют иx кaк кocмичecкиe чacы. Имeннo тaк нaчaли пoявлятьcя дoгaдки o нaличии дpугиx плaнeт. Фaктичecки, пepвaя нaйдeннaя экзoплaнeтa вpaщaлacь вoкpуг пульcapa. He зaбывaйтe, чтo пульcapы вo вpeмя «мигaния» пpoдoлжaют двигaтьcя, a знaчит, мoжнo c иx пoмoщью измepять кocмичecкиe диcтaнции. Oни тaкжe учacтвoвaли в пpoвepкe тeopии oтнocитeльнocти Эйнштeйнa, вpoдe мoмeнтoв c cилoй тяжecти. Ho peгуляpнocть пульcaции мoжeт нapушaтьcя гpaвитaциoнными вoлнaми. Этo зaмeтили в фeвpaлe 2016 гoдa.
Kлaдбищa пульcapoв Пocтeпeннo вce пульcapы зaмeдляютcя. Излучeниe питaeтcя oт мaгнитнoгo пoля, coздaвaeмoгo вpaщeниeм. B итoгe, oн тaкжe тepяeт cвoю мoщнocть и пpeкpaщaeт пocылaть лучи. Учeныe вывeли cпeциaльную чepту, гдe eщe мoжнo oбнapужить гaммa-лучи пepeд paдиoвoлнaми. Kaк тoлькo пульcap oпуcкaeтcя нижe, eгo cпиcывaют в клaдбищe пульcapoв. Ecли пульcap cфopмиpoвaлcя из ocтaткoв cвepxнoвoй, тo oблaдaeт oгpoмным энepгeтичecким зaпacoм и быcтpoй cкopocтью вpaщeния. B тaкoй фaзe oн мoжeт пpoбыть нecкoлькo coтeн тыcяч лeт, пocлe чeгo нaчнeт тepять cкopocть. Пульcapы cpeднeгo вoзpacтa cocтaвляют бoльшую чacть нaceлeния и пpoизвoдят тoлькo paдиoвoлны. Oднaкo, пульcap мoжeт пpoдлить ceбe жизнь, ecли pядoм ecть cпутник. Toгдa oн будeт вытягивaть eгo мaтepиaл и увeличивaть cкopocть вpaщeния.
Taкиe измeнeния мoгут пpoизoйти в любoe вpeмя, пoэтoму пульcap cпocoбeн вoзpoждaтьcя. Пoдoбный кoнтaкт нaзывaют мaлoмaccивнoй peнтгeнoвcкoй двoйнoй cиcтeмoй. Haибoлee cтapыe пульcapы — миллиceкундныe. Heкoтopыe дocтигaют вoзpacтa в миллиapды лeт. Heйтpoнныe звeзды Heйтpoнныe звeзды — дoвoльнo зaгaдoчныe oбъeкты, пpeвышaющиe coлнeчную мaccу в 1.
В 1993-м Джо Тейлор и Рассел Халс получили еще одну Нобелевскую премию за открытие первой двойной системы пульсаров. Маленькие зеленые человечки? Ученые, пусть и ненадолго, задумались о маловероятном: а что, если это сообщения внеземной цивилизации? В конце концов, решили, что сигналы не похожи на инопланетную морзянку, но Белл вспоминает, как злилась, что исследования идут не гладко. Астрономы не стали обнародовать данные, но продолжили наблюдения. Вскоре Белл обнаружила второй пульсирующий источник — названный пульсаром — с периодом в 1,2 секунды. А к январю 1968-го они с Хьюишем нашли четыре таких источника. С большей уверенностью в том, что они обнаружили новое астрономическое явление, Белл и Хьюиш опубликовали свое открытие в журнале Nature. Это свидетельства наличия разумной жизни на Земле, предназначенные для галактических цивилизаций, которые могут однажды их обнаружить; на пластинках расположение Земли указано относительно 14 пульсаров. Нейтронные звезды Астрономы кинулись искать объяснения находке Белл и Хьюиша. Их коллега по Кембриджу астроном Фред Хойл предположил, что эти импульсы может испускать нейтронная звезда, оставшаяся после взрыва сверхновой. Через несколько месяцев Томас Голд из Корнеллского университета предложил более развернутое объяснение: поток радиоволн от вращающейся нейтронной звезды пролетает мимо наблюдающего телескопа с каждым оборотом — так видно вспышку маяка с каждым поворотом лампы. Тем не менее, это впечатляет — нейтронная звезда может совершать полный оборот за секунду. Голд уверил, что это возможно, поскольку нейтронные звезды очень малы — лишь десятки километров в поперечнике. Сразу после взрыва сверхновой быстрое сжатие заставит их вращаться с высокой скоростью — как фигурист вращается быстрее, если прижмет руки к телу. У нейтронных звезд к тому же очень сильные магнитные поля. Именно они создают двойные радиопотоки, исходящие из полюсов звезды.
Почти половина известных пульсаров в Млечном Пути была открыта посредством этого телескопа. Несмотря на устаревшую технологию, телескоп продолжает фиксировать пульсары. Номенклатура Вначале пульсары было принято обозначать двумя буквами, например СР: С — сокращенное название обсерватории Cambridge — Кембридж и Р — сокращение слова pulsar пульсар , за которыми следовало четырехзначное число, обозначающее прямое восхождение в часах и минутах, например 1919 19 часов, 19 минут. С началом более обширных наблюдений оказалось, что эта система не в состоянии дать однозначные обозначения для многих объектов. По этой причине, а также вследствие стремления к более однородной и чёткой номенклатуре, для всех пульсаров было принято обозначение PSR сокращение от pulsar. Когда необходимо дополнительное разрешение, склонение дается с точностью десятых долей градуса добавлением ещё одной цифры [3]. Первоначально системой координат , в которой указывалось прямое восхождение и склонение пульсара, были координаты 1950 года , позднее стали использовать координаты 2000 года , хотя для некоторых знаменитых пульсаров обычно используются прежние обозначения. Возникновение пульсаров Заключительная фаза эволюции звезды, наступающая после того, как будут в значительной степени исчерпаны ресурсы её ядерного водородного горючего, существенно определяется её массой. Внутренние слои массивных звёзд под влиянием силы тяготения, которой уже не может противодействовать газовое давление, обрушиваются к центру звезды. Это явление наблюдается как вспышка сверхновой [5]. След, остающийся в межзвёздной среде от этой гигантской космической катастрофы, называется остатком вспышки сверхновой ОВС. Современные всеволновые методы исследований показали, что комплекс явлений ОВС охватывает область межзвёздной среды размером порядка десятков парсеков и наблюдается в течение десятков и сотен тысяч лет. 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.
Так как пульсар в космосе постоянно вращается с большой скоростью, то для наблюдателей испускаемые им потоки узконаправленного излучения приходят через примерно равные промежутки времени. Из-за этой равномерности некоторое время первый открытый пульсар считали искусственным космическим источником, чем-то вроде маяка для инопланетных кораблей, и даже держали его открытие в секрете. Позже стало ясно, что внеземные цивилизации к этому космическому объекту отношения не имеют. Помогло открытие рентгеновских пульсаров, частота сигналов которых в сотни раз выше, чем у радиопульсаров.
Пульсары – эталоны времени
- Значение слова ПУЛЬСАР. Что такое ПУЛЬСАР?
- Виды нейтронных звезд
- Раскрыта загадка странного поведения пульсара
- Содержание
- Пульсар — Википедия
- Другие новости
Ученые доказали, что космические лучи с высочайшими энергиями порождаются пульсарами
Астрономы приняли специальное обозначение таких тел. Четыре числа, которые обозначают часы, минуты и прямое восхождение импульса. Впереди ставят место открытия, которое выражается латинскими буквами. Строение нейтронной звезды В итоге пульсар- это нейтронная звезда нашего удивительного космоса. Сейчас во Вселенной известно множество пульсаров.
Хотя открыли их существование относительно недавно. Вероятно, что выявили наличие нейтронных звёзд благодаря наблюдениям с помощью специальных телескопов. Оценка статьи: голосов: 2, средняя оценка: 5,00 из 5 Загрузка...
Астрономы изучают её с большим интересом. Похоже, что эта нейтронная звезда излучает гамма-фотоны, которые связаны с длинами волн, имеющими наибольшую энергию из всех волн электромагнитного спектра — с энергией не менее 20 тераэлектронвольт ТэВ , или 20 триллионов электронвольт. Араш Джаннати-Атай, руководитель команды и ученый в лаборатории астрочастиц и космологии во Франции, говорит, что для излучения одного фотона с энергией 20 ТэВ потребуется около 2 000 000 обычных солнечных фотонов. Обычно ожидается, что пульсары излучают радиацию с энергией ниже десятков ГэВ, не говоря уже о попадании в область энергий в ТэВ 1 ГэВ равен 1 миллиарду электронвольт.
Даже Вела, согласно данным, ранее демонстрировала «скромное» излучение, хотя некоторые теоретические предсказания подразумевали, что она может излучать в диапазоне ТэВ, никто не ожидал увидеть энергию в 20 ТэВ, которую зарегистрировали учёные. Художественная иллюстрация пульсара Вела и его магнитосферы, край которой отмечен ярким диском. Синие дорожки, расходящиеся наружу, представляют собой пути ускоренных частиц. Они производят гамма-излучение вдоль рукавов, вращающихся спирали из-за столкновения с фотонами, испускаемыми в магнитосфере изображены красным. Источник: Science Communication Lab for DESY Единственный другой пульсар, у которого когда-либо было замечено излучение на уровне ТэВ — Крабовидный пульсар, находящийся на расстоянии более 6 000 световых лет от Земли, но даже он был ограничен на пике примерно 1 ТэВ.
Простыми словами, прямое восхождение астрономического тела — одна из координат второй экваториальной небесной системы координат. Здесь измеряется в часах первые две цифры и минутах остальные цифры ; ZZZ Z — вторая координата экваториальной системы. Также измеряется в часах и, зачастую, в минутах. Прямое восхождение и склонение помогают определить положение тела на небосводе. Основные характеристики Кроме координат, пульсары различают по их характеристикам: Период вращения. Распределение пульсаров по периоду дает максимум в области 0,6 секунд. То есть большинство пульсаров, называемые «нормальными», имеют такой период вращения. Также имеется еще один выраженный максимум, в несколько раз меньше наибольшего, и он расположен в области 4 мс, потому пульсары такого типа называются «миллисекундными». Распределение пульсаров по периодам Производная периода — параметр, определяющий скорость роста периода вращения пульсара. Как известно, практически у всех наблюдаемых пульсаров период монотонно растет с течением времени, то есть вращение замедляется. Профиль среднего импульса. Импульсы радиопульсаров не схожи друг с другом, однако при усреднении, например, 1000 таких импульсов, можно выделить некий средний импульс, чем и является данная характеристика. Интеримпульс — означает наличие либо отсутствие малого импульса в промежутке между двумя основными импульсами. Поляризация — определяет поляризацию поступающего от пульсара на Землю радиоизлучения. Гигантские импульсы. Наличие таких импульсов подразумевает вспышечное значительное увеличения плотности потока некоторых импульсов.
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.
Пульсар — что это?
Наиболее быстро вращающиеся пульсары с периодом обращения менее 30 миллисекунд известны как миллисекундные пульсары MSP. Астрономы предполагают, что они образуются в двойных системах, когда изначально более массивный компонент превращается в нейтронную звезду, которая затем раскручивается за счет аккреции вещества из вторичной звезды. Теперь группа астрономов под руководством Маркуса Э. Они исследовали недавно обнаруженный точечный источник радиосигнала обозначенный как G359. В результате команда обнаружила пульсар с периодом вращения 8,39 миллисекунд.
Старейшими, как ни парадоксально, являются нейтронные звезды с миллисекундными периодами вращения. А более «медлительные» — самые молодые. У пульсаров «старейшин» отмечаются самые слабые магнитные поля. Есть и такой тип нейтронных звезд, как рентгеновские пульсары. Из названия ясно, что они испускают рентгеновское излучение. Они имеют разные свойства. На сегодняшний день известно свыше 1 300 пульсаров. Самый короткий период вращения из ныне известных имеет пульсар в созвездии Лисички. У него этот показатель равен 0,00155 сек.
Самый яркий Пульсар в Крабовидной туманности, как считают ученые, «зажегся» в 1054 году. Хроники арабских стран и Китая отметили необычное небесное явление.
Но прочесть «письма космоса» так и не удалось, зато вскоре нашлось еще три источника подобного мерцания. Им и дали наименование пульсаров. Энтони Хьюиш, возглавлявший группу британских первооткрывателей, за этот прорыв в науке был отмечен Нобелевской премией по физике. Что представляют собой пульсары? Природа пульсаров была понята не сразу. 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.
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. Область излучения такого микроимпульса на поверхности пульсара имеет размер менее 300 м.
При этом мощность излучения сравнима с солнечной. Механизм действия пульсара. Пока существует лишь приближенная картина действия пульсара. Его основой служит вращающаяся нейтронная звезда с мощным магнитным полем. Вращающееся магнитное поле захватывает вылетающие с поверхности звезды ядерные частицы и ускоряет их до очень высоких энергий. Эти частицы испускают электромагнитные кванты в направлении своего движения, формируя вращающиеся пучки излучения. Когда пучок оказывается направленным на Землю, мы принимаем импульс излучения. Не совсем ясно, почему эти импульсы имеют столь четкую структуру; возможно, лишь небольшие области поверхности нейтронной звезды выбрасывают частицы в магнитное поле. Частицы максимально высокой энергии не могут быть ускорены по отдельности; по-видимому, они образуют пучки, содержащие, возможно, 1012 частиц, которые ускоряются как единая частица.
Это помогает понять и резкие границы импульсов, каждый из которых, вероятно, связан с отдельным пучком частиц. Первый пульсар открыли случайно в 1967 астрономы Кембриджского университета Дж. Белл и Э. Испытывая новый радиотелескоп с аппаратурой для регистрации быстропеременного космического излучения, они неожиданно обнаружили цепочки импульсов, приходящих с четкой периодичностью. Первый пульсар имел период 1,3373 с и длительность импульса 0,037 с. Ученые назвали его CP 1919, что значит «кембриджский пульсар» Cambridge Pulsar , имеющий прямое восхождение 19 ч 19 мин.
Раскрыта 10-летняя загадка странного поведения пульсара
Но есть ещё одно интересное открытие, которое команда раскрыла о Веле. Они обнаружили, что высокоэнергетические фотоны Велы соответствуют ранее неизвестному спектральному компоненту пульсаров. Спектр пульсара — это диаграмма, представляющая все разные интенсивности света и энергии, излучаемой объектом. Это свойственно не только пульсарам. Учёные могут изучать спектры множества космических объектов, пока в их работе присутствует свет. В спектре Велы команда заметила резко растущий паттерн и явный разрыв между излучениями на уровне ТэВ и излучениями на более низком уровне. Это означает, что очень энергичные фотоны не могут быть продолжением фотонов низкой энергии, которая постепенно возрастает, пока не достигает ТэВ. Это — космические лаборатории с невероятными характеристиками, которые мы не можем изучать на Земле», — говорит Джаннати-Атай.
Даже история возникновения пульсаров впечатляет.
Однако возможное появление пульсаров было предсказано отечественным ученым Львом Ландау еще в 1930-х годах. В настоящее время активным изучением пульсаров занимаются сотрудники отдела физики пульсаров и нестационарных источников Пущинской радиоастрономической обсерватории Физического института имени П. Лебедева РАН.
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.
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.
Уникальность сделанного российскими исследователями открытия состоит в том, что в данном случае эта особенность проявляет себя только тогда, когда нейтронная звезда повернута к наблюдателю определенным образом. Возможно, эта звезда станет родоначальником нового семейства пульсаров. Обнаружить это явление астрофизикам удалось после проведения детальной «томографии» системы. Для этого были сделаны рентгеновские снимки «космического пациента» с десяти ракурсов, и только на одном из них был обнаружен дефицит излучения на энергии около 10 кэВ, что соответствует напряженности магнитного поля 1012 Гаусс. Напомним, что самые сильные магнитные поля на Солнце, наблюдаемые в пятнах, достигают нескольких тысяч Гаусс. Полученный результат был настолько необычен, что российские исследователи обратились к американским коллегам с предложением провести дополнительные наблюдения, которые бы подтвердили первоначальные выводы. Неоднородности в структуре магнитного поля как обычных, так и нейтронных звезд теоретически были предсказаны и ранее, но открытие российских астрофизиков впервые представило доказательства того, что магнитное поле нейтронной звезды имеет существенно более сложную структуру, чем считалось ранее. Причём она может сохраняться достаточно продолжительное время. Один из авторов открытия Александр Анатольевич Лутовинов, заместитель директора по научной работе ИКИ РАН отметил: «Одним из фундаментальных вопросов образования и эволюции нейтронных звезд является структура их магнитных полей. С одной стороны, в процессе коллапса должна сохраняться дипольная структура звезды-прародительницы, с другой, мы знаем, что даже у нашего Солнца есть локальные неоднородности магнитного поля, что, например, проявляется в солнечных пятнах.
Что такое пульсар?
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. В нем больше сведений, чем в красивых картинках космических телескопов вроде Хаббла. Я сижу, потому что меня притягивает Земля. Я не могу улететь в космос — так сильна гравитация! На самом деле, гравитация — самая слабая из сил. Я легко отрываю от пола ноги: в этот момент мои мускулы преодолевают притяжение всей Земли.
Зато дальность гравитации бесконечна. Меня прямо сейчас притягивают далекие галактики. Хотя и слабо. У гравитации есть другие загадочные свойства. Свет переносится фотонами, а электричество электронами, и вообще, для всех взаимодействий есть переносчик, но никто никогда не видел частицу, которая переносит гравитацию гравитон. А такая частица обязана быть. Гравитация распространяется не мгновенно, а со скоростью света. Допустим, я слепил из камней некий обелиск, и хочу им притянуть туманность Андромеды. Придется подождать, пока воздействие гравитации моего обелиска дойдет до туманности 2,5 миллиона лет.
Это как раз и означает: от моего обелиска к туманности отправились гравитоны. И они, как и фотоны света, летят неким цугом, волной. Вы можете прямо сейчас породить гравитационную волну. Возьмите что-то тяжелое — и вращайте. В вашей стиральной машине вращается барабан, и он создает заметные гравитационные волны! Вот только что значит «заметные». Гравитационные волны очень слабы. И их не поймать приемником, даже с помощью голубей. А как поймать?
Эйнштейн доказал, что гравитация — потому такая странная и неуловимая сила, что это по сути и не сила. Это искажение пространства-времени.
Они обнаружили, что высокоэнергетические фотоны Велы соответствуют ранее неизвестному спектральному компоненту пульсаров. Спектр пульсара — это диаграмма, представляющая все разные интенсивности света и энергии, излучаемой объектом.
Это свойственно не только пульсарам. Учёные могут изучать спектры множества космических объектов, пока в их работе присутствует свет. В спектре Велы команда заметила резко растущий паттерн и явный разрыв между излучениями на уровне ТэВ и излучениями на более низком уровне. Это означает, что очень энергичные фотоны не могут быть продолжением фотонов низкой энергии, которая постепенно возрастает, пока не достигает ТэВ.
Это — космические лаборатории с невероятными характеристиками, которые мы не можем изучать на Земле», — говорит Джаннати-Атай. Даже история возникновения пульсаров впечатляет. Они являются вращающимися остатками звёзд, которые когда-то погибли при взрыве сверхновой.
Даже история возникновения пульсаров впечатляет. Они являются вращающимися остатками звёзд, которые когда-то погибли при взрыве сверхновой. Пульсары почти полностью состоят из нейтронов и испускают пучки излучения, которые иногда проносятся через нашу Солнечную систему.
Эти пучки излучения, которые испускаются с опредёленной периодичностью, позволяют учёным составить спектры пульсаров. Экстремальность — это ещё одна причина, по которой учёные изучают пространство вокруг пульсаров, чтобы проверить некоторые основные физические концепции. В основном, астрофизики хотят увидеть, сохраняется ли теория общей относительности вокруг пульсаров, потому что эти объекты являются одними из самых сильно гравитационно-интенсивных объектов во Вселенной, а общая теория относительности — это объяснение гравитации самой по себе. Джаннати-Атай говорит, что эти результаты предоставляют жёсткие ограничения на понимание источника излучения пульсаров. В настоящее время учёными принято считать, что этот источник представляет собой быстро движущиеся электроны, испускаемые и ускоряемые в магнитосфере пульсара, которые затем направляются к периферии объекта. Однако эту модель не объясняют наблюдения команды: чтобы получить излучение с энергиями, такими высокими, как 20 ТэВ, требуется какой-то ещё «множитель».
От того, чтобы коллапсировать в сингулярность звезды удерживает энергия выделяемая в ходе термоядерных реакций внутри звезды. Так наше Солнце например через несколько миллиардов лет сперва вырастет и станет красным гигантом в 250 раз больше своего текущего размера , затем сбросит верхние слои газа, которые образуют планетарную туманность в центре которой будет плотное ядро бывшей звезд — белый карлик. Однако звезды с массой около 10 масс нашего Солнца становятся красными сверхгигантами. Эти сверхгиганты постепенно расширяются и остывают до тех пор пока не наступает момент, когда топливо для термоядерных реакций внутри звезды не закончится. Тогда нарушается баланс между гравитацией и энергией, который удерживал звезду как единое целое и происходит взрыв. Вещество в нейтронной звезде находится в экстремально сжатом состоянии. Одна чайная ложка вещества нейтронной звезды весила бы примерно как 900 пирамид Хеопса. Такой взрыв получил название Сверхновой. Верхние слои звезды разлетаются по всей округе и выделяется прорва энергии.
Нестандартный пульсар
Что это такое? Квантовая физика, космос, Вселенная 02.10.2017. Что такое пульсары? излучений, приходящих на Землю в виде периодически повторяющихся всплесков (импульсов).
Раскрыта 10-летняя загадка странного поведения пульсара
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. В этой статье вы узнаете что же такое пульсары и магнетары, как они появляются и представляют ли они опасность для нас и Земли. По мнению исследователей, их открытие поможет проектам, основанным на периодичности сияния пульсаров, таким как исследования гравитационных волн, где пульсары используются в качестве космических часов.
Иллюстрации
- Строение пульсаров
- Раскрыта загадка странного поведения пульсара
- Что такое пульсар? Ученый объясняет на пальцах.
- История обнаружения пульсаров
- Другие новости
Солнце в диаметре Москвы: Что такое нейтронная звезда?
Художественное изображение рентгеновского пульсара, на котором показан один из полюсов нейтронной звезды с формирующимся рентгеновским излучением (NASA/CXC/S. 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 пульсар? Так называют космический объект, образовавшийся вследствие вспышки сверхновой звезды. Пульсар Пульсары представляют собой сферические, компактные объекты размером с небольшой город, но с массами превосходящими массу нашего Солнца.