Ce înseamnă pulsar. Pulsari și stele neutronice. Ce sunt pulsarii și quasarii

Un pulsar poate fi văzut în centrul galaxiei M82 (roz)

Explora pulsari şi stele neutronice Univers: descriere și caracteristici cu fotografie și video, structură, rotație, densitate, compoziție, masă, temperatură, căutare.

Pulsari

Pulsari sunt obiecte sferice compacte ale căror dimensiuni nu depășesc granița oraș mare. În mod surprinzător, cu un asemenea volum, îl depășesc pe cel solar în masivitate. Ele sunt folosite pentru a studia stările extreme ale materiei, pentru a detecta planete din afara sistemului nostru și pentru a măsura distanțe cosmice. În plus, au ajutat la găsirea undelor gravitaționale care indică evenimente energetice, cum ar fi coliziunile supermasive. Descoperit pentru prima dată în 1967.

Ce este un pulsar?

Dacă te uiți după un pulsar pe cer, pare o stea sclipitoare obișnuită, urmând un anumit ritm. De fapt, lumina lor nu pâlpâie sau nu pulsa și nu apar ca stele.

Pulsarul produce două fascicule persistente înguste de lumină în direcții opuse. Efectul de pâlpâire este creat datorită faptului că se rotesc (principiul farului). În acest moment, fasciculul lovește Pământul și apoi se întoarce din nou. De ce se întâmplă asta? Faptul este că fasciculul luminos al unui pulsar nu coincide de obicei cu axa de rotație a acestuia.

Dacă clipirea este creată prin rotație, atunci viteza impulsurilor reflectă aceea la care se rotește pulsarul. Au fost găsite în total 2.000 de pulsari, dintre care majoritatea fac o rotație pe secundă. Dar sunt aproximativ 200 de obiecte care reușesc să facă o sută de revoluții în același timp. Cele mai rapide se numesc milisecunde deoarece numărul lor de rotații pe secundă este egal cu 700.

Pulsarii nu pot fi considerați vedete, cel puțin „vii”. Ele seamănă mai mult cu stele cu neutroni care se formează după ce o stea masivă rămâne fără combustibil și se prăbușește. Ca rezultat, se creează o explozie puternică - o supernovă, iar materialul dens rămas este transformat într-o stea neutronică.

Diametrul pulsarilor din univers ajunge la 20-24 km, iar masa este de două ori mai mare decât cea a soarelui. Ca să vă faceți o idee, o bucată dintr-un astfel de obiect de mărimea unui cub de zahăr ar cântări 1 miliard de tone. Adică ceva ce cântărește Everestul este pus în mână! Există mai mult adevăr obiect dens- gaură neagră. Cea mai masivă atinge 2,04 mase solare.

Pulsarii au câmpuri magnetice puternice care sunt de 100 de milioane până la 1 cvadrilion de ori mai puternice decât cele ale Pământului. Pentru ca o stea neutronică să înceapă să emită lumină ca un pulsar, trebuie să aibă raportul de intensitate corect camp magnetic si viteza. Se întâmplă ca un fascicul de unde radio să nu treacă prin câmpul vizual al unui telescop de la sol și să rămână invizibil.

pulsari radio

Astrofizicianul Anton Biryukov despre fizica stelelor neutronice, încetinirea rotației și descoperirea undelor gravitaționale:

De ce se rotesc pulsarii?

Incetinirea unui pulsar este de o rotatie pe secunda. Cele mai rapide accelerează la sute de rotații pe secundă și se numesc milisecunde. Procesul de rotație are loc deoarece stelele din care s-au format s-au rotit și ele. Dar pentru a ajunge la această viteză, aveți nevoie de o sursă suplimentară.

Cercetătorii cred că pulsarii în milisecunde s-au format prin furtul de energie de la un vecin. Puteți observa prezența unor materii străine, ceea ce crește viteza de rotație. Și acest lucru nu este bun pentru însoțitorul afectat, care într-o zi poate fi complet absorbit de pulsar. Astfel de sisteme sunt numite văduve negre (după specia periculoasă de păianjen).

Pulsarii sunt capabili să emită lumină în mai multe lungimi de undă (de la radio la raze gamma). Dar cum o fac? Oamenii de știință nu au găsit încă un răspuns definitiv. Se crede că un mecanism separat este responsabil pentru fiecare lungime de undă. Fasciculele asemănătoare farurilor sunt formate din unde radio. Sunt strălucitoare și înguste și seamănă cu lumina coerentă, unde particulele formează un fascicul focalizat.

Cu cât rotația este mai rapidă, cu atât câmpul magnetic este mai slab. Dar viteza de rotație este suficientă pentru ca ei să emită aceleași raze strălucitoare ca și cele lente.

În timpul rotației, câmpul magnetic creează un câmp electric, care este capabil să aducă particulele încărcate într-o stare mobilă ( electricitate). Zona de deasupra suprafeței în care domină câmpul magnetic se numește magnetosferă. Aici, particulele încărcate sunt accelerate la viteze incredibil de mari datorită puterii câmp electric. Cu fiecare accelerație, ele emit lumină. Este afișat în domeniul optic și cu raze X.

Dar razele gamma? Cercetările sugerează că sursa lor trebuie căutată în altă parte, lângă pulsar. Și vor semăna cu un ventilator.

Caută pulsari

Radiotelescoapele rămân principala metodă de căutare a pulsarilor în spațiu. Sunt mici și slabe în comparație cu alte obiecte, așa că trebuie să scanezi întregul cer și treptat aceste obiecte cad în lentilă. Cea mai mare parte a fost găsită folosind Observatorul Parkes din Australia. O mulțime de date noi vor fi disponibile de la SKA (Square Kilometer Antenna Array) care va fi lansată în 2018.

În 2008, a fost lansat telescopul GLAST, care a găsit 2050 de pulsari cu raze gamma, dintre care 93 erau milisecunde. Acest telescop este incredibil de util deoarece scanează întregul cer, în timp ce altele evidențiază doar zone mici de-a lungul avionului.

Găsirea diferitelor lungimi de undă poate fi problematică. Faptul este că undele radio sunt incredibil de puternice, dar pur și simplu s-ar putea să nu cadă în lentila telescopului. Dar razele gamma se răspândesc pe cea mai mare parte a cerului, dar sunt inferioare ca luminozitate.

Oamenii de știință știu acum despre existența a 2.300 de pulsari găsiți prin unde radio și 160 prin raze gamma. Există, de asemenea, 240 de pulsari de milisecunde, dintre care 60 produc raze gamma.

Utilizarea pulsarilor

Pulsarii nu sunt doar obiecte spațiale uimitoare, ci și instrumente utile. Lumina emisă poate spune multe despre procesele interne. Adică, cercetătorii sunt capabili să înțeleagă fizica stelelor neutronice. La aceste obiecte, presiunea este atât de mare încât comportamentul materiei este diferit de cel obișnuit. Umplerea ciudată a stelelor neutronice se numește „pastă nucleară”.

Pulsarii aduc multe beneficii datorită preciziei pulsurilor lor. Oamenii de știință cunosc obiecte specifice și le percep drept ceasuri cosmice. Așa au început să apară speculațiile despre prezența altor planete. De fapt, prima exoplanetă găsită a orbitat în jurul unui pulsar.

Nu uitați că pulsarii continuă să se miște în timpul „clipirii”, ceea ce înseamnă că îi puteți folosi pentru a măsura distanțe cosmice. Ei au fost, de asemenea, implicați în testarea teoriei relativității a lui Einstein, precum momentele cu gravitație. Dar regularitatea pulsației poate fi perturbată de undele gravitaționale. Acest lucru a fost observat în februarie 2016.

Cimitire Pulsar

Treptat, toți pulsarii încetinesc. Radiația este alimentată de un câmp magnetic creat prin rotație. Ca urmare, își pierde și puterea și nu mai trimite fascicule. Oamenii de știință au dedus o caracteristică specială în care încă mai poți găsi raze gamma în fața undelor radio. De îndată ce pulsarul cade dedesubt, acesta este eliminat în cimitirul pulsarilor.

Dacă pulsarul s-a format din rămășițele unei supernove, atunci are o rezervă uriașă de energie și o viteză de rotație rapidă. Exemplele includ obiectul tânăr PSR B0531+21. În această fază, poate rămâne câteva sute de mii de ani, după care va începe să-și piardă viteza. Pulsarii de vârstă mijlocie sunt cel mai populație și produc numai unde radio.

Cu toate acestea, un pulsar își poate prelungi viața dacă există un însoțitor în apropiere. Apoi își va scoate materialul și va crește viteza de rotație. Astfel de schimbări pot apărea în orice moment, astfel încât pulsarul este capabil să revină. Un astfel de contact se numește sistem binar cu raze X cu masă mică. Cei mai vechi pulsari sunt milisecunde. Unele au miliarde de ani.

stele neutronice

stele neutronice- obiecte destul de misterioase care depășesc masa solară de 1,4 ori. Ele se nasc după explozia stelelor mai mari. Să cunoaștem mai îndeaproape aceste formațiuni.

Când o stea explodează, de 4-8 ori mai masivă decât Soarele, rămâne un nucleu cu o densitate mare, care continuă să se prăbușească. Gravitația împinge atât de tare materialul încât face ca protonii și electronii să se unească pentru a apărea ca neutroni. Așa se naște o stea neutronică de mare densitate.

Aceste obiecte masive sunt capabile să atingă un diametru de doar 20 km. Pentru a vă face o idee despre densitate, doar o lingură de material stele de neutroni ar cântări un miliard de tone. Gravitația pe un astfel de obiect este de 2 miliarde de ori mai puternică decât cea a Pământului, iar puterea este suficientă pentru lentilele gravitaționale, permițând oamenilor de știință să vadă spatele stelei.

Șocul de la explozie lasă un impuls care face ca steaua neutronică să se rotească, atingând câteva rotații pe secundă. Deși pot accelera de până la 43.000 de ori pe minut.

Straturi limită lângă obiecte compacte

Astrofizicianul Valery Suleimanov despre originea discurilor de acreție, a vântului stelar și a materiei din jurul stelelor neutronice:

Interiorul stelelor neutronice

Astrofizicianul Serghei Popov despre stările extreme ale materiei, compoziția stelelor neutronice și modalitățile de a studia adâncimile:

Când o stea neutronă face parte din sistem dual, unde a explodat supernova, imaginea pare și mai impresionantă. Dacă a doua stea a fost inferioară în masivitate față de Soare, atunci trage masa companionului în „petala Roche”. Acesta este un nor sferic de materie care face revoluții în jurul unei stele neutronice. Dacă satelitul a fost de 10 ori mai mare decât masa solară, atunci și transferul de masă este ajustat, dar nu la fel de stabil. Materialul curge de-a lungul polilor magnetici, se încălzește și se creează pulsații de raze X.

Până în 2010, 1800 de pulsari au fost găsiți folosind detectarea radio și 70 prin raze gamma. Unele exemplare au observat chiar planete.

Tipuri de stele neutronice

La unii reprezentanți ai stelelor neutronice, jeturile de material curg aproape cu viteza luminii. Când zboară pe lângă noi, fulgeră ca un far. Din această cauză, ei sunt numiți pulsari.

Când pulsarii cu raze X preiau material de la vecini mai masivi, acesta intră în contact cu câmpul magnetic și creează fascicule puternice observate în spectrul radio, cu raze X, gama și optic. Deoarece sursa este situată într-un însoțitor, aceștia sunt numiți pulsari acreționari.

Pulsarii care se rotesc pe cer urmează rotația stelelor, deoarece electronii de înaltă energie interacționează cu câmpul magnetic al pulsarului de deasupra polilor. Pe măsură ce materia din interiorul magnetosferei pulsarului accelerează, acest lucru îl face să producă raze gamma. Revenirea energiei încetinește rotația.

Câmpurile magnetice ale magnetarelor sunt de 1.000 de ori mai puternice decât cele ale stelelor neutronice. Din această cauză, steaua este forțată să se rotească mult mai mult.

Evoluția stelelor neutronice

Astrofizicianul Serghei Popov despre nașterea, emisia și diversitatea stelelor neutronice:

Unde de șoc lângă obiecte compacte

Astrofizicianul Valery Suleimanov despre stelele neutronice, gravitația activă nave spațiale si limita newtoniana:

stele compacte

Astrofizicianul Alexander Potekhin despre piticele albe, paradoxul densității și stelele neutronice:

Steaua de neutroni - foarte obiect ciudat cu un diametru de 20 de kilometri, acest corp are o masă comparabilă cu soarele, un gram de stea neutronică ar cântări mai mult de 500 de milioane de tone pe pământ! Care sunt aceste obiecte? Ele vor fi discutate în articol.

Compoziția stelelor neutronice

Compoziția acestor obiecte (din motive evidente) a fost studiată până acum doar în teorie și calcule matematice. Cu toate acestea, se știu deja multe. După cum sugerează și numele, ele constau în principal din neutroni dens.

Atmosfera unei stele neutronice are o grosime de doar câțiva centimetri, dar conține toate Radiație termala. În spatele atmosferei se află o crustă compusă din ioni și electroni dens. În mijloc se află nucleul, care este format din neutroni. Mai aproape de centru se atinge densitatea maximă a materiei, care este de 15 ori mai mare decât cea nucleară. Stelele neutronice sunt cele mai dense obiecte din univers. Dacă încercați să creșteți și mai mult densitatea materiei, aceasta se va prăbuși într-o gaură neagră sau se va forma o stea cuarci.

Un câmp magnetic

Stelele neutronice au viteze de rotație de până la 1000 de rotații pe secundă. În acest caz, plasma conductoare electric și materia nucleară generează câmpuri magnetice de mărimi gigantice. De exemplu, câmpul magnetic al Pământului este de 1 gauss, o stea neutronică este de 10.000.000.000.000 de gauss. Cel mai puternic câmp creat de om va fi de miliarde de ori mai slab.

Pulsari

Acesta este un nume generic pentru toate stelele neutronice. Pulsarii au o perioadă de rotație bine definită, care nu se modifică pentru o perioadă foarte lungă de timp. Datorită acestei proprietăți, ele sunt numite „faruri ale universului”.

Particule într-un flux îngust la un foarte viteze mari zboară prin poli, devenind o sursă de emisie radio. Datorită nepotrivirii axelor de rotație, direcția fluxului se schimbă constant, creând un efect de far. Și, ca orice far, pulsarii au propria lor frecvență de semnal, prin care poate fi identificat.

Practic, toate stelele neutronice descoperite există în sisteme de raze X duble sau ca pulsari unici.

Exoplanete lângă stelele neutronice

Prima exoplaneta a fost descoperita in timpul studiului unui pulsar radio. Deoarece stelele cu neutroni sunt foarte stabile, este posibil să urmăriți foarte precis planetele din apropiere cu mase mult mai mici decât cele ale lui Jupiter.

Foarte usor de gasit sistem planetar la pulsarul PSR 1257+12, la 1000 de ani-lumină distanță de Soare. În apropierea stelei se află trei planete cu mase de 0,2, 4,3 și 3,6 mase Pământului cu perioade de revoluție de 25, 67 și 98 de zile. Mai târziu, a fost găsită o altă planetă cu masa lui Saturn și o perioadă de revoluție de 170 de ani. Este cunoscut și un pulsar cu o planetă puțin mai masivă decât Jupiter.

De fapt, este paradoxal că în apropierea pulsarului există planete. O stea neutronică se naște ca urmare a exploziei unei supernove și își pierde cea mai mare parte din masă. Restul nu mai are suficientă gravitație pentru a ține sateliții. Probabil, planetele găsite s-au format după cataclism.

Cercetare

Numărul de stele neutronice cunoscute este de aproximativ 1200. Dintre acestea, 1000 sunt considerate pulsari radio, iar restul sunt identificate ca surse de raze X. Este imposibil să studiezi aceste obiecte trimițându-le vreun aparat. În navele Pioneer, mesajele erau trimise ființelor simțitoare. Și locația noastră sistem solar indicat tocmai cu o orientare către pulsarii cei mai apropiati de Pământ. De la Soare, liniile arată direcțiile către acești pulsari și distanțele până la aceștia. Iar discontinuitatea liniei indică perioada de circulație a acestora.

Cel mai apropiat vecin cu neutroni se află la 450 de ani lumină distanță. Acesta este un sistem binar - o stea neutronică și pitic alb, perioada pulsației sale este de 5,75 milisecunde.

Cu greu este posibil să fii aproape de o stea neutronică și să rămâi în viață. Se poate doar fantezi despre acest subiect. Și cum se poate imagina mărimile temperaturii, câmpului magnetic și presiunii care depășesc limitele rațiunii? Dar pulsarii ne vor ajuta în continuare în dezvoltarea spațiului interstelar. Orice, chiar și cea mai îndepărtată călătorie galactică, nu va fi dezastruoasă dacă funcționează faruri stabile, vizibile în toate colțurile Universului.

Când primul pulsar a fost descoperit în iunie 1967, a fost luat în serios ca obiect spațial artificial. Era prea neobișnuit. Caracteristica sa principală, pentru care și-a primit numele, sunt exploziile periodice de radiații și cu o perioadă strict definită. Un fel de radiofar în spațiu. La început s-a presupus că aceasta este o stea pulsantă care își schimbă dimensiunea - așa se știe de mult. Și a fost descoperit de Jocelyn Bell, o studentă absolventă la Universitatea din Cambridge, folosind un radiotelescop.

Interesant este că primul pulsar a fost numit LGM-1, care înseamnă „omuleți verzi” în engleză. Cu toate acestea, a devenit treptat clar că pulsarii sunt obiecte naturale ale Universului nostru și destul de multe dintre ele au fost deja descoperite - sub două mii. Cel mai apropiat de noi se află la o distanță de 390 de ani lumină.

Deci, ce este un pulsar? Este o stea neutronică foarte mică, dar foarte densă. Astfel de stele se formează după explozia unei stele - o uriașă, mult mai mare decât Soarele nostru - o pitică. Ca urmare a încetării reacției termonucleare, materia stelei este comprimată într-un obiect foarte dens - acest lucru se numește colaps, iar în timpul acesteia, electronii - particule negative, sunt presați în nuclee și se combină cu protoni - particule pozitive. . În cele din urmă, întreaga materie a stelei se dovedește a fi compusă numai din neutroni, ceea ce dă o densitate uriașă - neutronii nu au nicio sarcină și pot fi localizați foarte aproape, aproape unul peste altul.

Deci, toată materia unei stele uriașe se încadrează într-o stea neutronică, care are dimensiuni de doar câțiva kilometri. Densitatea sa este astfel încât o linguriță din substanța acestei stele cântărește un miliard de tone.

Primul pulsar, descoperit de Jocelyn Bell, a trimis explozii electromagnetice în spațiu cu o frecvență de 1,33733 secunde. Alți pulsari au perioade diferite, dar frecvența emisiei lor rămâne constantă, deși se poate afla în intervale diferite - de la unde radio la raze X. De ce se întâmplă asta?

Cert este că o stea neutronică de dimensiunea unui oraș se rotește foarte repede. Poate face o mie de rotații în jurul axei sale într-o secundă. Are, de asemenea, un câmp magnetic foarte puternic. Protonii și electronii se mișcă de-a lungul câmpurilor de forță ale acestui câmp, iar în apropierea polilor, unde câmpul magnetic este deosebit de puternic și unde aceste particule ating viteze foarte mari, emit cuante de energie în diverse intervale. Se dovedește, parcă, un sincrofazotron natural - un accelerator de particule, numai în natură. Așa se formează două regiuni pe suprafața unei stele, din care provine radiații foarte puternice.

Pune o lanternă pe masă și începe să o rotești. Un fascicul de lumină se rotește odată cu el, luminând totul într-un cerc. Deci un pulsar, rotindu-se, își trimite radiația cu o perioadă de rotație și este foarte rapid în el. Când Pământul se află în calea fasciculului, vedem o explozie de emisie radio. Mai mult, acest fascicul provine dintr-un loc de pe o stea, a cărei dimensiune este de doar 250 de metri! Aceasta este puterea dacă putem detecta un semnal la sute și mii de ani lumină distanță! Polii magnetici și axa de rotație a pulsarului nu se potrivesc, așa că punctele emitente se rotesc mai degrabă decât stau nemișcate.

Nici măcar nu poți vedea un pulsar cu un telescop. Puteți detecta nebuloasa care o înconjoară - rămășițele de gaz de la steaua explodata, care a dat naștere pulsarului. Această nebuloasă este iluminată de pulsarul în sine, dar nu de lumina obișnuită. Strălucirea se datorează mișcării protonilor și electronilor la viteze apropiate de lumina. Pulsarul în sine este vizibil numai în raza radio. Numai îndreptând un radiotelescop spre el, îl poți detecta. Deși cei mai tineri pulsari au capacitatea de a radia în domeniul optic, iar cu ajutorul unor echipamente foarte sensibile au putut să demonstreze acest lucru, în timp această abilitate dispare.

În spațiu, au fost deja descoperite multe obiecte neobișnuite care au proprietăți unice, uimitoare. Acestea sunt găurile negre și stele pulsatoare și găurile negre... Pulsarii și, în special, stelele neutronice, sunt printre cele mai neobișnuite. Fenomenele care au loc asupra lor nu pot fi reproduse în laborator, deci cel mai mult descoperiri interesante asociate cu ei este încă să vină.

- acestea sunt surse cosmice de radiații radio, optice, cu raze X și/sau gama care vin pe Pământ sub formă de explozii periodice (impulsuri).

Prin urmare, în funcție de tipul de radiație, acestea sunt împărțite în pulsari radio, pulsari optici, pulsari cu raze X și/sau cu raze gamma. Natura emisiei pulsarilor nu a fost încă dezvăluită pe deplin, modelele de pulsari și mecanismele de emisie de energie de către aceștia sunt studiate teoretic. Astăzi, opinia predominantă este că pulsarii sunt stele neutronice în rotație cu un câmp magnetic puternic.

Descoperirea pulsarilor

Acest lucru s-a întâmplat în 1967. Radioastronomul englez E. Hewish și colaboratorii săi au descoperit impulsuri radio scurte venite ca dintr-un loc gol din spațiu, repetându-se stabil cu o perioadă de cel puțin o secundă. La început, rezultatele observațiilor acestui fenomen au fost ținute secrete, deoarece. s-ar putea presupune că aceste impulsuri de emisie radio sunt de origine artificială - poate că acestea sunt semnale de un fel civilizație extraterestră? Dar nu a fost găsită nicio sursă de radiație care să facă mișcare orbitală, dar grupul lui Hewish a găsit încă 3 surse de astfel de semnale. Astfel, speranța pentru semnale de la o civilizație extraterestră a dispărut, iar în februarie 1968 a apărut un raport privind descoperirea unor surse radio extraterestre cu variabilitate rapidă, de natură necunoscută, cu o frecvență foarte stabilă.

Acest mesaj a făcut o adevărată senzație, iar în 1974 pentru această descoperire a primit Hewish Premiul Nobel. Acest pulsar se numește PSR J1921+2153. În prezent, sunt cunoscuți aproximativ 2 mii de pulsari radio, aceștia fiind de obicei notați cu literele PSR și numere care exprimă coordonatele ecuatoriale ale acestora.

Ce este un pulsar radio?

Astrofizicienii au ajuns la consensul că pulsarul radio este stea neutronică. Emite fluxuri de emisii radio îngust direcționate și, ca urmare a rotației unei stele neutronice, fluxul intră în câmpul vizual al unui observator extern la intervale regulate - așa se formează impulsurile pulsarilor. Majoritatea astronomilor cred că pulsarii sunt stele neutronice minuscule, cu un diametru de câțiva kilometri, care se rotesc cu perioade de o fracțiune de secundă. Acestea sunt uneori numite chiar „top-uri stele”. Datorită câmpului magnetic, radiația unui pulsar este similară cu un fascicul reflector: atunci când, din cauza rotației unei stele neutronice, fasciculul lovește antena unui radiotelescop, exploziile de radiație sunt vizibile. Semnalele pulsare la diferite frecvențe radio se propagă în plasma interstelară la viteze diferite. Prin întârzierea reciprocă a semnalelor, se determină distanța până la pulsar și se determină locația lor în galaxie. Distribuția pulsarilor corespunde aproximativ cu distribuția resturilor de supernove.

pulsari cu raze X

Pulsarul cu raze X este sistem binar apropiat, una dintre componentele căreia este stea neutronică, iar al doilea - stea normală, rezultând în fluxul de materie de la o stea obișnuită la una neutronică. stele neutronice- sunt stele cu dimensiuni foarte mici (20-30 km in diametru) si cu densitati extrem de mari depasind densitatea nucleului atomic. Astronomii cred că stelele cu neutroni sunt rezultatul exploziilor supernovei. În timpul exploziei unei supernove, nucleul unei stele normale se prăbușește rapid, care apoi se transformă într-o stea neutronică. În timpul compresiei, datorită legii conservării momentului unghiular, precum și conservării fluxului magnetic, are loc o creștere bruscă a vitezei de rotație și a câmpului magnetic al stelei. Astfel, tocmai aceste două caracteristici sunt importante pentru un pulsar cu raze X: viteza rapida rotație și câmpuri magnetice extrem de mari. Materia, lovind suprafața solidă a unei stele neutronice, este puternic încălzită și începe să radieze în raze X. Rude apropiate ale pulsarilor cu raze X sunt polari și polari intermediari. Diferența dintre pulsari și polari este că un pulsar este o stea neutronică, în timp ce un polar este o pitică albă. În consecință, au câmpuri magnetice și viteză de rotație mai mici.

Pulsaruri optice

În ianuarie 1969, regiunea pulsarului din Nebuloasa Crabului a fost cercetată de un telescop optic cu echipament fotoelectric capabil să detecteze fluctuațiile rapide de luminozitate. S-a remarcat existența unui obiect optic cu fluctuații de luminozitate având aceeași perioadă ca și pulsarul radio din această nebuloasă. Acest obiect s-a dovedit a fi o stea de magnitudinea 16 în centrul nebuloasei. Avea un fel de spectru ilizibil fără linii spectrale. În timp ce investiga Nebuloasa Crab în 1942, W. Baade a indicat-o ca pe o posibilă rămășiță de supernovă stelară, iar I.S. Shklovsky în anii următori a sugerat că este o sursă de particule relativiste și fotoni de înaltă energie. Dar toate acestea au fost doar presupuneri. Și iată steaua pulsar optic, care are aceeași perioadă și interpulsuri ca un radio pulsar, iar din punct de vedere fizic ar trebui să fie o stea neutronică, al cărei consum de energie este suficient pentru a menține strălucirea și toate tipurile de radiații din Nebuloasa Crabului. După descoperirea pulsarului optic, s-au efectuat căutări și în alte rămășițe de supernove, în special în cele în care fuseseră deja găsiți pulsari radio. Dar abia în 1977, folosind echipamente speciale, astronomii australieni au reușit să găsească o pulsație în domeniul optic a unei stele extrem de slabe de magnitudinea a 25-a în rămășița supernovei Sails X. Al treilea pulsar optic a fost găsit în 1982 în constelația Vulpecula. prin emisie radio. Nu s-a găsit nicio rămășiță de supernovă.

Ce este un pulsar optic? Componentele centrale ale liniilor spectrale ale SS 433 prezintă mișcări cu o perioadă de 13 zile și modificări ale vitezei de mișcare de la -73 la +73 km/s. Aparent, există și un sistem binar apropiat aici, constând dintr-o supergiant fierbinte observabilă optic din clasele O sau B și o componentă de raze X invizibilă în optică. Supergigantul are o masă de peste zece mase solare, s-a umflat până la limitele limitelor propriei zone gravitaționale, completează cu gazul său discul care înconjoară componenta de raze X de-a lungul ecuatorului de rotație. Planul discului este perpendicular pe axa de rotație a obiectului compact, care este componenta de raze X, și nu se află în planul orbital al sistemului binar. Prin urmare, discul și ambele jeturi de gaz se comportă ca un vârf care se rotește oblic, iar axa de rotație a acestora precedează (descrie un con), făcând o revoluție în 164 de zile (acesta este un fenomen binecunoscut de precesie a corpurilor rotative). Componenta de raze X care devorează gazul de disc și ejectează jeturile ar putea fi o stea neutronică.

Ele sunt printre cele mai puternice surse cosmice de radiații gamma. Astrofizicienii sunt dornici să afle cum reușesc aceste stele neutronice să strălucească atât de puternic în gama gama. Înainte de lansarea telescopului Fermi, erau cunoscuți doar aproximativ o duzină de pulsari cu raze gamma numărul total pulsarii se ridicau la aproximativ 1800. Acum noul observator a început să descopere zeci de pulsari cu raze gamma. Oamenii de știință speră că munca ei va oferi o mulțime de informații valoroase care vor ajuta la o mai bună înțelegere a naturii pulsarilor de raze gamma și a altor generatori de raze gamma cosmice.

În 2012, folosind telescopul cu raze gamma cu orbită Fermi, astronomii au descoperit cel mai rapid pulsar cu raze gamma din constelația Centaurus până în prezent, făcând o revoluție în 2,5 milisecunde și devorând rămășițele unei stele însoțitoare de mărimea lui Jupiter. ( Radiația gamma (raze gamma, razele γ) - un tip de radiație electromagnetică cu o lungime de undă extrem de scurtă -< 5·10 −3 нм и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными proprietățile valurilor. În imagine, radiațiile gamma sunt afișate în violet.

A rezuma...

stele neutronice sunt obiecte uimitoare. pe ei inauntru În ultima vreme urmăresc cu un interes deosebit, pentru că nu doar structura lor este un mister, ci și densitatea lor uriașă, câmpurile magnetice și gravitaționale puternice. Materia există într-o stare specială, asemănătoare cu o imensă nucleul atomic, iar aceste condiții nu pot fi reproduse în laboratoarele terestre.
Un pulsar este doar un vârf magnetizat uriaș care se învârte în jurul unei axe care nu coincide cu axa magnetului. Dacă nu ar cădea nimic peste el și nu ar emite nimic, atunci emisia sa radio ar avea o frecvență de rotație și nu l-am auzi niciodată pe Pământ. Dar adevărul este că acest vârf are o masă colosală și o temperatură ridicată a suprafeței, iar câmpul magnetic rotativ creează un câmp electric de o intensitate enormă, capabil să accelereze protoni și electroni aproape la viteza luminii. Mai mult, toate aceste particule încărcate care se repetă în jurul pulsarului sunt prinse într-o capcană din câmpul său magnetic colosal. Și numai într-un unghi solid mic în apropierea axei magnetice, ele se pot elibera (stelele cu neutroni au cele mai puternice câmpuri magnetice din Univers, atingând 1010-1014 gauss. Comparați: câmpul pământului este de 1 gauss, câmpul solar este de 10-50 gauss. gauss). Aceste fluxuri de particule încărcate sunt sursa acelei emisii radio, conform căreia au fost descoperiți pulsari, care mai târziu s-au dovedit a fi stele neutronice. Deoarece axa magnetică a unei stele neutronice nu coincide neapărat cu axa de rotație a acesteia, atunci când steaua se rotește, un flux de unde radio se propagă în spațiu ca un fascicul unui far intermitent - doar pentru o clipă tăind întunericul din jur.

Astronomii au studiat cerul din timpuri imemoriale. Cu toate acestea, numai cu un salt semnificativ în dezvoltarea tehnologiei, oamenii de știință au reușit să descopere obiecte pe care generațiile anterioare de astronomi nici nu le aveau în imaginație. Unii dintre ei sunt quasari și pulsari.

În ciuda distanțelor enorme până la aceste obiecte, oamenii de știință au reușit să studieze unele dintre proprietățile lor. Dar, în ciuda acestui fapt, ei ascund încă o mulțime de secrete nerezolvate.

Ce sunt pulsarii și quasarii

Pulsarul, după cum sa dovedit, este o stea neutronică. Pionierii săi au fost E. Huish și studentul său absolvent D. Bell. Ei au reușit să detecteze impulsuri, care sunt fluxuri de radiații de direcție îngustă, care devin vizibile după anumite intervale de timp, deoarece acest efect se produce datorită rotației stelelor neutronice.

O compactare semnificativă a câmpului magnetic al stelei și a densității sale are loc în timpul compresiei sale. Poate fi redusă la o dimensiune de câteva zeci de kilometri, iar în astfel de momente rotația are loc cu o viteză incredibil de mare. Această viteză ajunge în unele cazuri la miimi de secundă. De aici provin undele de radiație electromagnetică.

Quasarii și pulsarii pot fi numiți cele mai neobișnuite și mai misterioase descoperiri ale astronomiei. Suprafața unei stele neutronice (pulsar) are o presiune mai mică decât centrul său, din acest motiv neutronii se descompun în electroni și protoni. Electronii sunt accelerați la viteze incredibile datorită prezenței unui câmp magnetic puternic. Uneori, această viteză atinge viteza luminii, rezultând ejectarea electronilor din polii magnetici ai stelei. Două fascicule înguste de unde electromagnetice - exact așa arată mișcarea particulelor încărcate. Adică, electronii emit radiații în direcția direcției lor.

Continuând enumerarea fenomenelor neobișnuite asociate stelelor neutronice, trebuie remarcat stratul lor exterior. În această sferă, există spații în care miezul nu poate fi distrus din cauza densității insuficiente a substanței. Consecința acestui fapt este că cea mai densă crustă este acoperită de formarea unei structuri cristaline. Ca urmare, tensiunea se acumulează și anumit moment această suprafață densă începe să crape. Oamenii de știință numesc acest fenomen „cutremur stelar”.

Pulsarii și quasarii rămân complet neexplorați. Dar dacă cercetare uimitoare ne-a povestit despre pulsari sau așa-zișii. Stelele neutronice au o mulțime de lucruri noi, quasarii țin astronomii în suspansul necunoscutului.

Lumea a aflat pentru prima dată despre quasari în 1960. Descoperirea a spus că acestea sunt obiecte cu dimensiuni unghiulare mici, care se caracterizează prin luminozitate ridicată, iar după clasă aparțin obiectelor extragalactice. Pentru că au o dimensiune unghiulară destul de mică, de mulți ani s-a crezut că sunt doar stele.

Numărul exact de quasari descoperiți este necunoscut, dar în 2005 au fost efectuate studii, în care au existat 195 de mii de quasari. Până acum, nu se știe nimic disponibil de explicat despre ele. Există multe presupuneri, dar niciuna dintre ele nu are dovezi.

Astronomii au aflat doar că pentru un interval de timp mai mic de 24 de ore, luminozitatea lor marchează o variabilitate suficientă. Conform acestor date, se poate observa dimensiunea relativ mică a regiunii de emisie, care este comparabilă cu dimensiunea sistemului solar. Quasarurile găsite există la o distanță de până la 10 miliarde de ani lumină. Am reușit să-i vedem datorită lor cel mai înalt nivel luminozitate.

Cel mai apropiat astfel de obiect de planeta noastră este situat la aproximativ 2 miliarde de ani lumină. Poate că cercetările viitoare și Cele mai noi tehnologii va oferi omenirii noi cunoștințe despre punctele albe ale spațiului cosmic.