Pulsar

Пулсарите са неутронни звезди, които се въртят бързо и произвеждат огромно електромагнитно излъчване в тесен лъч. Неутронните звезди са много плътни и имат кратки, равномерни завъртания. Това води до много точен интервал между импулсите, който варира от приблизително милисекунди до секунди за отделен пулсар. Импулсът може да се види само ако Земята е достатъчно близо до посоката на лъча. Подобно на това как можете да видите фар само когато лъчът свети във вашата посока.

Импулсите съвпадат с оборотите на звездата. Въртенето предизвиква ефекта на фара, тъй като излъчването се вижда само на кратки интервали. Вернер Бекер от Института за извънземна физика "Макс Планк" наскоро заяви,

Композитно оптично/рентгеново изображение на мъглявината "Краб". То показва енергията, идваща от заобикалящата мъглявина, която се дължи на магнитните полета и частиците от централния пулсар.

Пулсарът Вела е неутронна звезда, остатък от звезда, останала от свръхнова (голяма експлозия на звезда). Тя лети в пространството, тласкана от материя, изхвърлена от една от точките, в които неутронната звезда се обръща.

Откриване

Първият пулсар е открит през 1967 г. Той е открит от Джослин Бел Бърнел и Антъни Хюиш. Двамата работят в университета в Кеймбридж. Наблюдаваното излъчване има импулси, разделени от 1,33 секунди. Всички импулси идват от едно и също място в небето. Източникът се е придържал към звездното време. Първоначално те не разбрали защо пулсарите имат редовна промяна в силата на излъчването. Думата "пулсар" е съкращение от "пулсираща звезда".

Този първоначален пулсар, сега наречен CP 1919, излъчва радиовълни, но по-късно е установено, че пулсарите излъчват радиация в рентгеновите и/или гама-лъчите.

Нобелови награди

През 1974 г. Антъни Хюиш става първият астроном, удостоен с Нобелова награда за физика. Възникват спорове, тъй като той получава наградата, а Бел - не. Тя е направила първоначалното откритие, докато е била негова докторантка. Бел не твърди, че има горчивина по този въпрос, а подкрепя решението на Нобеловия комитет. "Някои хора я наричат наградата "Без Бел", защото са убедени, че Джослин Бел Бърнел е трябвало да получи наградата".

През 1974 г. Джоузеф Хутън Тейлър младши и Ръсел Хълс за първи път откриват пулсар в двойна система. Този пулсар обикаля около друга неутронна звезда с орбитален период от само осем часа. Общата теория на относителността на Айнщайн предсказва, че тази система би трябвало да излъчва силно гравитационно излъчване, което кара орбитата непрекъснато да се свива, тъй като губи орбитална енергия. Наблюденията на пулсара скоро потвърдиха това предсказание, като предоставиха първото доказателство за съществуването на гравитационни вълни. Към 2010 г. наблюденията на този пулсар продължават да са в съответствие с общата теория на относителността. През 1993 г. Нобеловата награда за физика е присъдена на Тейлър и Хълс за откриването на този пулсар.

Графика на Джослин Бел Бърнел

Видове пулсари

Астрономите знаят, че има три различни вида пулсари:

Пулсари, задвижвани от въртенето, при които излъчването се дължи на загубата на енергия при въртене; излъчването се дължи на забавянето на скоростта на въртене на неутронната звезда.
пулсари, задвижвани от акреция (които са повечето, но не всички рентгенови пулсари), при които гравитационната потенциална енергия на материята, която пада върху пулсара, предизвиква рентгенови лъчи, които могат да бъдат приети от Земята, и
Магнетари, при които изключително силно магнитно поле губи енергия, което предизвиква излъчването.

Въпреки че и трите вида обекти са неутронни звезди, нещата, които могат да се видят, че правят, и физиката, която причинява това, са много различни. Но има някои неща, които си приличат. Например рентгеновите пулсари вероятно са стари пулсари с въртеливо движение, които вече са загубили по-голямата част от енергията си и могат да се видят отново едва след като техните двойни спътници се разширят и материята от тях започне да пада върху неутронната звезда. Процесът на акреция (падане на материя върху неутронната звезда) може на свой ред да даде достатъчно енергия на ъгловия момент на неутронната звезда, за да я превърне в милисекунден пулсар, задвижван от въртене.

Използва

Точен часовник При някои милисекундни пулсари регулярността на пулсациите е по-точна от атомния часовник. Тази стабилност позволява милисекундните пулсари да се използват за определяне на ефемериди или за построяване на пулсарни часовници.

Шумът на времето е наименованието на ротационните нередности, наблюдавани при всички пулсари. Този времеви шум се наблюдава като случайно отклонение в честотата или фазата на импулса. Не е известно дали времевият шум е свързан с глитчовете на пулсарите.

Други употреби

Изследването на пулсарите е довело до множество приложения във физиката и астрономията. Сред основните примери са доказателството на гравитационното излъчване, както е предвидено от общата теория на относителността, и първото доказателство за съществуването на екзопланети. През 80-те години на миналия век астрономите измерват пулсарното излъчване, за да докажат, че северноамериканският и европейският континент се отдалечават един от друг. Това движение е доказателство за тектониката на плочите.

Важни пулсари

Магнетарът SGR 1806-20 произведе най-големия енергиен взрив в Галактиката, наблюдаван някога, по време на експеримент на 27 декември 2004 г.
PSR B1931+24 "... изглежда като нормален пулсар за около седмица, след което се "изключва" за около един месец, преди отново да започне да произвежда импулси. [...] този пулсар се забавя по-бързо, когато е включен, отколкото когато е изключен. [...] начинът, по който се забавя, трябва да е свързан с радиоенергията и нещата, които я предизвикват, а допълнителното забавяне може да се обясни с вятър от частици, които напускат магнитното поле на пулсара и забавят скоростта, с която той се върти. [2]
PSR J1748-2446ad, с честота 716 Hz (брой завъртания в секунда), е най-бързо въртящият се пулсар.

Други източници

Lorimer D.R. & M. Kramer 2004. Handbook of pulsar astronomy. Cambridge Observing Handbooks for Research Astronomers.