Пульсар. Что такое пульсар? (2 фото)


Как известно, пульсары появляются после вспышек сверхновых звёзд. Можно сказать, это продукт данных вспышек. Надо знать, что первый пульсар открыл в 1967 году Энтони Хьюиш. Строение и состав пульсаров рассматриваются только теоретически и с помощью математических расчётов. Главным образом состоят они из нейтронов, которые составляют ядро. При чём в центре наблюдается наибольшая плотность, превышающая ядерную в несколько раз. В их небольшой атмосфере сконцентрировано всё излучение. Покрывает это скопление кора из плотно расположенных электронов и ионов.

Э́нтони Хью́иш — английский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1974 года

Мощное магнитное поле пульсаров вырабатывают ядерное вещество и плазма. Происходит это при скорости вращения примерно 1000 оборотов в секунду. Для сравнения, поле Земли в миллиарды раз меньше.

Миллисекундные пульсары

Также пульсар является вращающейся нейтронной звездой. Поскольку периоды вращения тела короткие, то он должен иметь плотную структуру. Как оказалось, у разных пульсаров время оборота может быть разное. Таким образом, учёные выделили миллисекундные пульсары. Надо сказать, что это одни из самых старых объектов, которые имеют слабое магнитное поле. Такие объекты характеризуются периодом вращения от одной до десяти миллисекунд.

Пульсар PSR J1748-2446ad

Их происхождение носит теоретический характер. Считается, что ранее это были пульсары с небольшим временем оборота, который со временем увеличился. Поэтому многие называют их раскрученными.

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».

А Вы смотрели: Астрономическая единица

Распределение пульсаров по периодам

Магнетары

По данным учёных, в космосе существуют нейтронные звёзды, с невероятно сильным магнитным полем. Такие объекты возникают при условии достаточной массы звезды перед взрывом. Они получили название магнетары. Сначала астрономы только предполагали их наличие, но в 1998 году получили доказательство своих теорий. Они наблюдали мощную вспышку рентгеновского и гамма-излучения от одного из объектов в созвездии Орла. На данный момент это малоизученные космические тела. Поэтому они являются одними из загадочных объектов Вселенной, и разумеется, интересными.

Представление магнетара

Важно, что наблюдать пульсар можно, если он находится под определённым углом вращения. К сожалению, учёные так и не пришли к выводу, почему умершая звезда становится источником излучения, и что заставляет некоторые её части стремительно вращаться. Но не исключено, что мы докопаемся до истины.

История открытия

В 1960-х годах группа ученых под руководством английского физика Энтони Хьюиша собственными руками создала радиотелескоп, с целью наблюдения компактных источников радиоизлучения. К числу научных сотрудников относилась и 23-хлетняя аспирантка Джоселин Белл, которая собирала материал для своей диссертации. Ее задача состояла в пересмотре всех самописцев телескопа – обработке данных наблюдения, и выявлении сигналов от компактных источников. Вскоре, спустя два месяца работы, Джоселин Белл обнаружила некие сигналы, которые нельзя было отнести ни к помехам, ни к известным компактным источникам. Аспирант предположила, что найденный сигнал порождается точечным источником – звездой. Однако период излучения импульсов этим источником был чуть более секунды. Столь частые вспышки не характерны для переменных звезд и не могут быть вызваны процессами, протекающими в них. Вместе с Энтони Хьюишом аспирант продолжила изучение странного излучения, в результате чего гипотеза о земном его происхождении была отброшена.

Были привлечены и другие ученые. Так как был обнаружен только один такой источник, начали возникать предположения, что периодичный источник является следствием деятельности внеземной разумной цивилизации. По этой причине первый радиопульсар получил название Little Green Men («Маленькие зеленые люди») – сокращенно LGM-1. Вскоре Джоселин было обнаружено еще три источника со столь малой периодичностью в совсем иных областях неба. Тогда стало ясно, что данный источник – это новый класс астрономических объектов.

Фото Джоселин Белл 1967 года и 2011 года

Фото Джоселин Белл 1967 года и 2011 года

Как оказалось, позже – подобные периодические радиосигналы улавливались астрономами и ранее, но принимались за помехи, вызванные человеческой деятельностью.

А Вы смотрели: Световой год

Подробнее:

Пульсары известны своими экстремальными условиями. Это нейтронные звезды диаметром от 10 до 30 километров. У них огромные магнитные поля, они выделяют вещество, и они регулярно излучают большое количество рентгеновских лучей и других энергетических частиц. Алессандро Патруно (Лейденский университет и АСТРОН) и Михкель Кама (Лейденский университет и Кембриджский университет) предполагают, что в непосредственной близости от этих звезд может существовать жизнь.

Впервые астрономы попытались вычислить так называемые жилые зоны вблизи нейтронных звезд. Расчеты показывают, что обитаемая зона вокруг нейтронной звезды может достигать расстояния от Земли до Солнца. Важной предпосылкой является то, что планета должна быть сверхземной с массой в один-десять раз больше, чем Земля. Меньшая планета потеряет свою атмосферу в течение нескольких тысяч лет. Кроме того, атмосфера должна быть в миллион раз больше толщины Земли. Условия на поверхности планеты пульсара могут быть похожими на условия глубокого моря.

Астрономы изучали пульсар PSR B1257 + 12 на расстоянии около 2300 световых лет от созвездия Девы. Они использовали Космический телескоп Чандра, который специально предназначен для наблюдения за рентгеновскими лучами. Три планеты вращаются вокруг пульсара. Два из них — суперземли с массой в четыре-пять раз больше Земли. Планеты достаточно близки к пульсару, чтобы разогреться. Патруно говорит: «Согласно нашим расчетам, температура планет может быть пригодна для присутствия жидкой воды на их поверхности. Хотя мы еще не знаем, имеют ли две сверхземли правильную, чрезвычайно плотную атмосферу».

В будущем астрономы хотели бы более подробно наблюдать пульсар и сравнивать его с другими пульсарами. Телескоп ALMA Европейской южной обсерватории сможет показывать пылевые диски вокруг нейтронных звезд. Такие диски являются хорошими маркерами планет.

Млечный Путь содержит приблизительно 1 миллиард нейтронных звезд, из которых около 200 000 являются пульсарами. До сих пор изучено 3000 пульсаров и найдено только 5 планет пульсаров. PSR B1257 + 12 — очень изученный пульсар. В 1992 году первые экзопланеты когда-либо были обнаружены вокруг этого объекта.

НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ:

Сколько живут пульсары?

До последнего момента считалось, что самый короткий период пульсара имел 0,333 секунды.В созвездии Лисички в 1982 году Аресибской обсерваторией (Пуэрто-Рико) был зафиксирован пульсар с периодом 1, 558 миллисекунды! Он находится от Земли на расстоянии больше восьми тысяч световых лет. Окружённый остатками горячей туманности, пульсар образовался после взрыва, произошедшего около 7500 лет назад. Последний миг жизни одной из взорвавшихся старых звёзд стал рождением сверхновой, которая будет существовать ещё 300 миллионов лет.

После открытия первых нейтронных звёзд прошло более сорока лет. Сегодня известно, что они являются источниками регулярных импульсов рентгеновского и радиоизлучения и, тем не менее остаётся вариант того, что пульсары вполне реально могут служить небесными радиомаяками, используемыми внеземными цивилизациями из других галактик при перемещениях НЛО в космическом пространстве.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Пульсар

– это космический источник радио, оптического, рентгеновского, гамма – излучений, приходящих на Землю в виде периодических всплесков (импульсов). (Википедия).
​В конце шестидесятых годов прошлого столетия, а точнее в июне 1967 года, Джоселин Белл, аспирантка Э. Хьюиша, при помощи меридианного радиотелескопа, установленного в Маллардской радиоастрономической обсерватории университета Кембридж, открыла первый источник импульсного излучения, названный впоследствии пульсаром.

​В феврале 1968 года в прессе было опубликовано сообщение об открытии внеземных радиоисточников, отличающихся быстро переменной высокостабильной частотой неизвестного происхождения. Это событие вызвало сенсацию в научном обществе. Уже к концу 1968 года мировыми обсерваториями было открыто еще 58 подобных объектов. После внимательного изучения их свойств астрофизики пришли к выводу, что пульсар – это не что иное, как нейтронная звезда, испускающая узконаправленный поток радиоизлучения (импульс) через равный промежуток времени при вращении объекта, попадающий в поле зрения внешнего наблюдателя.

Нейтронные звёзды – это один из самых загадочных объектов вселенной, пристально изучаемый астрофизиками всей планеты. В наши дни только приоткрылась завеса над природой рождения и жизни пульсаров. Наблюдения зафиксировали, что их образование происходит после гравитационного коллапса старых звёзд.

​Превращение протонов и электронов в нейтроны с образованием нейтрино (нейтронизация), происходит при невообразимо огромных плотностях вещества. Другими словами, обычная звезда, массой, примерно в три наших Солнца, сжимается до размеров шара, с диаметром в 10 км. Так образовывается нейтронная звезда, верхние слои которой «утрамбованы» до плотности 104 г/см3, а слои её центра до 1014 г/см3. В этом состоянии нейтронная звезда похожа на атомное ядро невообразимо огромных размеров и температуры в сотню миллионов градусов по Кельвину. Считается, что самое плотное вещество во Вселенной находится внутри нейтронных звёзд.

Кроме нейтронов в центральных областях звезды находятся сверхтяжёлые элементарные частицы – гипероны. Они крайне нестабильны в условиях Земли. Возникающие иногда странные явления – «звёздотрясения», происходящие в коре пульсаров, очень напоминают аналог земных.

После открытия нейтронной звезды некоторое время результаты наблюдения скрывались, поскольку была выдвинута версия об её искусственном происхождении.В связи с этой гипотезой первый пульсар получил название LGM-1 (сокр. от Little Green Men – «маленькие зелёные человечки»). Однако последующие наблюдения не подтвердили наличие «доплеровского» смещения частоты, характерное для источников, совершающим орбитальное движение вокруг звезды.

Во время наблюдений астрофизиками было установлено, что двойная система, состоящая из нейтронной звезды и чёрной дыры, может быть индикатором дополнительных измерений нашего пространства.

С открытием пульсаров не кажется бредовой идея, что небо полно алмазных звёзд. Красивое поэтическое сравнение теперь стало явью. Совсем недавно возле пульсара PSR J1719−1438 учёные обнаружили планету, которая представляет собой необъятных размеров алмазный кристалл. Её вес сродни весу Юпитера, а диаметр в пять раз больше земного.

Астрономы разрешили пульсарам иметь пригодные для жизни планеты

Рядом с пульсарами могут существовать потенциально пригодные для жизни планеты, сообщают астрономы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Однако они должны обладать очень плотной атмосферой, а их масса — превосходить земную в несколько раз.

Пульсары традиционно считаются не самыми лучшими кандидатами на роль «хозяев» потенциально обитаемых планет. Дело в том, что пульсар — это оставшаяся после взрыва сверхновой вращающаяся нейтронная звезда, которая обладает сильным магнитным полем и испускает узконаправленные потоки излучения в области магнитных полюсов. При этом основная часть излучения приходится на рентгеновский диапазон, который губителен для известных нам организмов.

Однако нидерландские астрономы Алессандро Патруно (Alessandro Patruno) и Михкель Кама (Mihkel Kama) из Лейденского университета пришли к выводу, что чисто гипотетически у пульсаров могут существовать пригодные для жизни планеты. В своей работе исследователи уточнили, как возникли три экзопланеты рядом с пульсаром PSR B1257+12, и на основе этих данных предположили, где должна находиться зона обитаемости вращающихся нейтронных звезд.

Исследователи искали обломочный диск, гипотезу о наличии которого выдвинула другая группа астрономов еще 10 лет назад. Он должен помочь объяснить механизм образования экзопланет у пульсара PSR B1257+12, находящегося в 2,3 тысячи световых лет от Земли. Исследователи искали следы диска в данных космической рентгеновской обсерватории «Чандра» и действительно их нашли. Они обнаружили неравномерность распределения энергии фотонов, идущих от источника, в диапазоне 0,3 — 8,0 килоэлектронвольт, что указало на присутствие поглощающего материала.

Существует три сценария образования экзопланет вокруг пульсаров. Согласно первому, они рождаются в аккреционном диске молодой звезды. Второй сценарий предполагает возникновение небесных тел из материала, оставшегося поле взрыва сверхновой, а третий — из вещества звезды-компаньона — «соседки» нейтронной звезды (если система была двойной). Однако первый вариант маловероятен, так как взрыв сверхновой, скорее всего, выбросил бы «нормальные» экзопланеты со своих орбит. Другие сценарии отделить друг от друга непросто — тем не менее, пульсар PSR B1257+12 относится к классу миллисекундных, а они приобретают высокую скорость вращения как раз за счет поглощения своих компаньонов.

Если пульсарные планеты образуются согласно второму или третьему сценарию, то их газовые оболочки будут богаты тяжелыми элементами (в астрономии это все, что тяжелее гелия), так как именно взрывы сверхновых считаются их главным источником. Водород легко уносится в космос, поэтому в атмосфере должны остаться более тяжелые газы. Благодаря этому небесные тела могут быть устойчивы к рентгеновскому излучению пульсаров, которое действует на атмосферу крайне разрушительно.

Однако газовые оболочки небесных тел должны быть очень плотными. На объектах в несколько раз тяжелее Земли атмосфера должна быть в сотни тысяч или даже миллионы раз массивнее земной. При этом и самой планете необходимо быть достаточно массивной, чтобы удержать такую газовую оболочку. Ученые предполагают, что для системы пульсара PSR B1257+12 такой сценарий вполне реален: две планеты из трех являются суперземлями с массой 3,9 и 4,3 земных.

В то же время, потеря атмосферы все равно неизбежна, вопрос лишь в том, как скоро это случится. Патруно и Кама построили модель взаимодействия газовых оболочек суперземель с пульсарным излучением. Они рассмотрели сценарий, в котором у планет нет глобального магнитного поля. Выяснилось, что объект, по своим характеристикам похожий на Землю, потеряет атмосферу относительно быстро — за период от одного до десяти миллионов лет. Для суперземель прогноз оказался несколько лучше: если атмосфера такого объекта будет достаточно толстой (30 процентов массы планеты), то она сохранится и через миллиард лет. С магнитным полем этот процесс замедлится, правда, неизвестно насколько. Обитаемая зона пульсаров (область, допускающая существование жидкой воды на поверхности) при этом может варьироваться от менее 0,01 до 10 астрономических единиц в зависимости от светимости пульсара.

Однако имеются и другие ограничения: например, поверхность планет может быть недостаточно теплой. Рентгеновское излучение, которое будет разогревать небесные тела, согласно расчетам, должно поглощаться в 50–70 километрах от поверхности. Кроме того, со временем поток энергии от пульсара станет уменьшаться, поэтому планеты будут остывать.

Таким образом, несмотря на то, что пульсарные планеты, по мнению Патруно и Камы, могут быть пригодны для жизни, эта гипотеза требует тщательного рассмотрения. Из-за толщины атмосферы поверхность небесных тел будет довольно темной, а давление у нее — очень высоким. Кроме того, неизвестно, какие температуры будут господствовать в нижних слоях газовой оболочки планет, поэтому сегодня пульсарные планеты все-таки трудно назвать лучшими кандидатами для поиска жизни.

В этом году астрономы открыли первый миллисекундный оптический пульсар. Он представляет собой нейтронную звезду с периодом вращения 1,69 миллисекунды, которая удалена от нас на 4,5 тысячи световых лет.

Кристина Уласович

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: