Пульсар

Відео: ЯК РОЖДАЄТЬСЯ МЕРТВАЯ ЗІРКА

Пульсар - космічний джерело електромагнітного випромінювання, яке реєструється на Землі у вигляді імпульсів - сплесків, які періодично повторюються.

Перший пульсар відкрили Джоселін Белл і Ентоні Хьюіш в 1967. Джерелом імпульсів вважається нейтронна зірка з сильним магнітним полем, яка обертається і має вузьконаправлене випромінювання.

Більшість пульсарів спостерігаються в радіодіапазоні. У наш час відомо понад 1000 пульсарів (зокрема в Паркському огляді було зареєстровано одна тисяча тридцять один пульсар). Радіопульсар є кінцевою стадією еволюції одиночної масивної зірки. Нейтронна зірка утворюється в результаті вибуху наднових. Вибух є асиметричним, тому швидкості радіопульсаров часто перевищують 300 км / с. Згодом період радиопульсара збільшується, а потужність випромінювання спадає. Навколо багатьох радіопульсаров спостерігаються газові оболонки, сформовані Пульсарние вітром - плеріон.

У радіопульсаров спостерігаються стрибкоподібні зменшення періодів - ґлітч. Їх намагаються пояснювати перебудовою внутрішньо структури нейтронної зірки, наприклад зсувами кори (зоретрусів) або фазовими переходами ядерного речовини.

У 1991-1994 поблизу пульсарів PSR B1257 +12 в Діві і PSR B1620-26 в Скорпіоні відкриті 4 планети по доплеровским зміщенням радіовипромінювання.

Особливий інтерес представляють спостереження пульсарів, що входять до складу подвійних систем. Перший подвійний радіопульсар відкритий в 1972 Халсом і Тейлором. У 2004 відкрито систему з 2 нейтронних зірок, причому з обох спостерігається пульсуюче радіовипромінювання. Спостереження таких систем дозволяють виявити втрати енергії за рахунок випромінювання гравітаційних хвиль, які передбачаються Загальною теорією відносності.

У 1967 відкрито перший рентгенівський пульсар - Кентавр Х-3. Більшість відомих рентгенівських пульсарів (близько 40) входять до складу тісних подвійних систем і мають аккреційний диск. Відомі такох поодинокі рентгенівські пульсари - магнетарів. Вони мають магнітне поле в 1000 разів більше, ніж у звичайних нейтронних зірок і проявляються у вигляді аномальних рентгенівських пульсарів і джерел поторювальніх гамма-спалахів.



магнітосфера пульсара

Магнітосфера пульсара складається з електронно-позитронної плазми, що рухається в магнітному полі нейтронної зірки. Зовнішня межа магнітосфери - світловий циліндр, на якому лінійна швидкість обертального руху плазми досягає швидкості світла. Розмір магнітосфери пульсара має порядок розміру Землі - десятки тисяч кілометрів. Сильне магнітне поле нейтронної зірки індукує поблизу її поверхні електричне поле. Більше електричне та магнітне поле досягається в полярній шапці поблизу магнітної осі. Розмір полярної шапки приблизно 1 км. Електронно-позитронного пари народжуються з вакууму під дією електричного поля в при поверхневому шарі висотою близько 100 метрів. Заряджені частинки рухаються уздовж магнітних силових ліній. Деякі магнітні силові лінії обриваються на світловому циліндрі. Тому заряди, які по ним рухалися, стікають по поверхні циліндра і далі за останньою замкнутої силової лінії (сепаратріси) на поверхню нейтронної зірки. При русі по поверхні заряди викликають пондеромоторних силу, яка сповільнює обертання зірки. Таким чином енергія на освіту і випромінювання магнітосфери отримується з кінетичної енергії обертання. Плазма вморожених в магнітне поле і електрони при русі по силової лінії зазнають прискорення і випромінюють. Поблизу поверхні нейтронної зірки енергія квантів випромінювання досягає 1012 еВ, а на світловому циліндрі вона приходить до радіодіапазону. Так утворюється випромінювання пульсара.


Пульсарние відскакування

Пульсарние відскакування (pulsar kick) - наглядова феномен, суть якого полягає в тому, що нейтронні зірки - залишки наднових - рухаються з надмірно великими швидкостями.? За оцінками просторового розподілу багато радіопульсаров мають швидкості близько 30-40 км / с. Також відомо чимало пульсарів зі швидкостями 200-500 км / с, а в деяких випадках оцінки швидкостей досягають 2000 км / с. Наприклад, зірка B1508 +55 має швидкість 1100 км / с і траєкторію, спрямовану назовні Галактики. Дуже переконливий зразок Пульсарние відскакування можна спостерігати в туманності Гітара, де ударна хвиля, що генерується Пульсаром, рухається щодо туманності - залишку наднової - зі швидкістю 800 км / с.

Існує два основні гіпотези виникнення таких великих швидкостей. Згідно з однією з них вони з`являються при розпаді подвійних систем (ефект Блаау). Якщо вибух в подвійній системі відбувається миттєво, швидкість, яку набувають зірки, що летять повністю визначається їх початковими і кінцевими масами, періодами звернення і ексцентриситетом. Припустимо, маємо систему, що складається з гелієвої зірки масою 10 M і нейтронної зірки масою 1 M . При колапсі гелієва зірка скине 90% своєї маси, і система розлетиться. При цьому швидкості компонентів можуть бути близькими до вихідних (але не перевищувати їх). Максимальна швидкість нейтронної зірки в такій системі досягає 500 км / с, при цьому швидкість гелієвої зірки буде близько 50 км / с. Механізм Блаау разом з сучасним сценарієм еволюції подвійних систем може пояснити швидкості до 700 км / с. Один з головних наслідків цієї теорії - нейтронна зірка, швидко рухається, має бути старою. Якщо випробуваний радіопульсар має теплове рентгенівське випромінювання, пов`язане з охолодженням пульсара і свідчить про його молодість, механізм Блаау для цієї зірки можна відкинути.



За гіпотезою Шкловського Пульсарние відскакування виникають внаслідок асиметрії у вибуху наднової. Якщо припустити, що під час колапсу частина енергії виділяється анізотропно, то із закону збереження імпульсу можна обчислити, що швидкості можуть досягати 3000 км / с. Існують різні гіпотези щодо причин такої асиметрії. Чугай (1984) зауважив, що в сильному магнітному полі нейтронної зірки, що формується повинна проявлятися ефект несиметричного випромінювання нейтрино. Детальні розрахунки показують, що навіть в надсильних магнітних полях за рахунок цього ефекту неможливо досягти швидкостей понад 100 км / с. Тим не мешне в останні роки інтенсивно розвиваються моделі несиметричного випромінювання нейтрино. У моделі Кусенко Пульсарние відскакування обумовлено випромінюванням стерильного нейтрино, є одним з кандидатів в темну матерію.

Другий можливий механізм, запропонований Ліпунова (1983) - припливний спотворення зірки, коллапсирует. Але цей ефект може бути суттєвим лише в маломасивних подвійних системах з білими карликами. За оцінками такий механізм може давати швидкості до декількох тисяч кілометрів в секунду. Також як можливий механізм розглядається несиметричною підпал речовини білого карлика внаслідок спотворення його форми.

література

Ліпунов В.М. астрофізики нейтронні зірки. Москва: Наука, 1987.

посилання

Фізика космосу. Маленька енциклопедія, М .: Радянська Енциклопедія, 1986
Каталог пульсарів Товариства Австралійського телескопа
Каталог рентгенівських пульсарів Астрономічного інституту ім. Штернберга (Москва)

Увага, тільки СЬОГОДНІ!