Para astronom telah mempelajari langit sejak dahulu kala. Namun, hanya dengan lompatan signifikan dalam perkembangan teknologi, para ilmuwan mampu menemukan objek-objek yang bahkan tidak pernah dibayangkan oleh para astronom generasi sebelumnya. Salah satunya adalah quasar dan pulsar.

Meskipun jarak objek-objek ini sangat jauh, para ilmuwan mampu mempelajari beberapa sifat-sifatnya. Namun meski begitu, mereka masih menyembunyikan banyak rahasia yang belum terpecahkan.

Apa itu pulsar dan quasar

Ternyata pulsar adalah bintang neutron. Penemunya adalah E. Hewish dan mahasiswa pascasarjananya D. Bell. Mereka mampu mendeteksi pulsa, yaitu aliran radiasi berarah sempit yang terlihat pada interval waktu tertentu, karena efek ini terjadi akibat rotasi bintang neutron.

Pemadatan yang signifikan pada medan magnet bintang dan kepadatannya sendiri terjadi selama kompresi. Ia dapat menyusut hingga berukuran beberapa puluh kilometer, dan pada saat seperti itu rotasinya terjadi dengan kecepatan yang sangat tinggi. Kecepatan ini dalam beberapa kasus mencapai seperseribu detik. Dari sinilah gelombang radiasi elektromagnetik berasal.

Quasar dan pulsar bisa disebut sebagai penemuan paling tidak biasa dan misterius dalam astronomi. Permukaan bintang neutron (pulsar) memiliki tekanan yang lebih kecil dibandingkan pusatnya, oleh karena itu neutron meluruh menjadi elektron dan proton. Elektron dipercepat hingga kecepatan luar biasa karena adanya medan magnet yang kuat. Terkadang kecepatan ini mencapai kecepatan cahaya, sehingga terjadi lontaran elektron dari kutub magnet bintang. Dua berkas gelombang elektromagnetik yang sempit - seperti inilah pergerakan partikel bermuatan. Artinya, elektron memancarkan radiasi searah dengan arahnya.

Melanjutkan daftar fenomena tidak biasa yang terkait dengan bintang neutron, kita harus memperhatikan lapisan terluarnya. Di dalam bola ini terdapat ruang-ruang yang intinya tidak dapat dihancurkan karena kepadatan materi tidak mencukupi. Konsekuensinya adalah tertutupnya kerak yang paling padat akibat terbentuknya struktur kristal. Akibatnya tegangan terakumulasi dan pada titik tertentu permukaan padat ini mulai retak. Para ilmuwan menjuluki fenomena ini sebagai “gempa bintang”.

Pulsar dan quasar masih belum dijelajahi. Tetapi jika penelitian luar biasa memberi tahu kita tentang pulsar atau yang disebut pulsar. Meskipun bintang neutron mengandung banyak hal baru, quasar membuat para astronom tetap berada dalam ketidakpastian.

Dunia pertama kali mempelajari quasar pada tahun 1960. Penemuan tersebut menyatakan bahwa benda-benda tersebut merupakan benda-benda yang berdimensi sudut kecil, bercirikan luminositas tinggi, dan menurut kelasnya termasuk benda-benda ekstragalaksi. Karena ukuran sudutnya cukup kecil, selama bertahun-tahun diyakini bahwa mereka hanyalah bintang.

Jumlah pasti quasar yang ditemukan belum diketahui, namun pada tahun 2005 dilakukan penelitian yang menyebutkan terdapat 195 ribu quasar. Sejauh ini, tidak ada penjelasan yang diketahui tentang mereka. Ada banyak asumsi, tetapi tidak ada satupun yang memiliki bukti.

Para astronom baru mengetahui bahwa dalam jangka waktu kurang dari 24 jam, kecerahannya menunjukkan variabilitas yang cukup. Berdasarkan data ini, kita dapat mencatat ukuran wilayah radiasinya yang relatif kecil, sebanding dengan ukuran Tata Surya. Quasar yang ditemukan berada pada jarak hingga 10 miliar tahun cahaya. Kami dapat melihatnya karena tingkat luminositasnya yang tinggi.

Objek terdekat dengan planet kita terletak sekitar 2 miliar tahun cahaya jauhnya. Mungkin penelitian di masa depan dan teknologi terbaru yang digunakan di dalamnya akan memberikan pengetahuan baru kepada umat manusia tentang titik-titik putih di luar angkasa.

– ini adalah sumber radiasi radio, optik, sinar-X dan/atau gamma kosmik yang datang ke Bumi dalam bentuk semburan periodik (pulsa).

Oleh karena itu, menurut jenis radiasinya, pulsar dibagi menjadi pulsar radio, pulsar optik, pulsar sinar-X dan/atau pulsar gamma. Sifat radiasi pulsar belum sepenuhnya terungkap; model pulsar dan mekanisme emisi energinya sedang dipelajari secara teoritis. Saat ini, anggapan umum adalah bahwa pulsar adalah bintang neutron yang berputar dengan medan magnet yang kuat.

Penemuan pulsar

Hal ini terjadi pada tahun 1967. Astronom radio Inggris E. Hewish dan kolaboratornya menemukan gelombang radio pendek yang datang seolah-olah dari tempat kosong di luar angkasa, berulang secara stabil dengan periode setidaknya satu detik. Pada awalnya hasil pengamatan terhadap fenomena ini dirahasiakan, sebab orang dapat berasumsi bahwa gelombang emisi radio ini berasal dari buatan - mungkinkah ini adalah sinyal dari suatu peradaban luar bumi? Namun tidak ditemukan sumber radiasi yang mengalami gerakan orbital, namun kelompok Hewish menemukan 3 sumber sinyal serupa lainnya. Dengan demikian, harapan akan sinyal dari peradaban luar bumi lenyap, dan pada bulan Februari 1968, sebuah pesan muncul tentang penemuan sumber radio luar bumi yang berubah dengan cepat dan bersifat tidak diketahui dengan frekuensi yang sangat stabil.

Pesan ini menimbulkan sensasi yang nyata, dan pada tahun 1974 Hewish menerima Hadiah Nobel untuk penemuan ini. Pulsar ini disebut PSR J1921+2153. Saat ini diketahui sekitar 2 ribu pulsar radio, biasanya dilambangkan dengan huruf PSR dan angka yang menyatakan koordinat ekuatornya.

Apa itu pulsar radio?

Ahli astrofisika telah mencapai konsensus umum bahwa pulsar radio adalah pulsar bintang neutron. Ia memancarkan aliran emisi radio yang diarahkan secara sempit, dan sebagai hasil rotasi bintang neutron, aliran tersebut memasuki bidang pandang pengamat eksternal secara berkala - inilah bagaimana pulsa pulsar terbentuk. Kebanyakan astronom percaya bahwa pulsar adalah bintang neutron kecil dengan diameter beberapa kilometer, berputar dengan periode sepersekian detik. Kadang-kadang bahkan disebut “gasing berputar bintang”. Karena medan magnetnya, radiasi pulsar mirip dengan pancaran sinar lampu sorot: ketika, karena rotasi bintang neutron, pancaran sinar tersebut mengenai antena teleskop radio, semburan radiasi terlihat. Sinyal pulsar pada frekuensi radio berbeda merambat melalui plasma antarbintang dengan kecepatan berbeda. Berdasarkan penundaan timbal balik sinyal, jarak ke pulsar ditentukan dan lokasinya di Galaksi ditentukan. Distribusi pulsar kira-kira sama dengan distribusi sisa-sisa supernova.

Pulsar sinar-X

Pulsar sinar-X adalah tutup sistem biner, salah satu komponennya adalah bintang neutron, dan yang kedua - bintang biasa, akibatnya materi mengalir dari bintang biasa ke bintang neutron. Bintang neutron- ini adalah bintang dengan ukuran sangat kecil (diameter 20-30 km) dan kepadatan sangat tinggi, melebihi kepadatan inti atom. Para astronom percaya bahwa bintang neutron muncul akibat ledakan supernova. Ketika supernova meledak, inti bintang normal dengan cepat runtuh, yang kemudian berubah menjadi bintang neutron. Selama kompresi, karena hukum kekekalan momentum sudut, serta kekekalan fluks magnet, terjadi peningkatan tajam dalam kecepatan rotasi dan medan magnet bintang. Oleh karena itu, kedua fitur ini penting untuk pulsar sinar-X: kecepatan rotasi cepat dan medan magnet yang sangat tinggi. Materi yang mengenai permukaan padat bintang neutron menjadi sangat panas dan mulai memancarkan sinar-X. Kerabat dekat pulsar sinar-X adalah kutub dan kutub perantara. Perbedaan antara pulsar dan kutub adalah pulsar adalah bintang neutron, sedangkan kutub adalah katai putih. Oleh karena itu, mereka memiliki medan magnet dan kecepatan rotasi yang lebih rendah.

Pulsar optik

Pada bulan Januari 1969, wilayah pulsar di Nebula Kepiting diperiksa dengan teleskop optik dengan peralatan fotolistrik yang mampu mendeteksi fluktuasi kecerahan yang cepat. Telah dicatat keberadaan objek optik dengan fluktuasi kecerahan yang memiliki periode yang sama dengan pulsar radio di nebula ini. Objek tersebut ternyata adalah bintang berkekuatan 16 yang berada di tengah nebula. Ia memiliki semacam spektrum yang tidak terbaca tanpa garis spektrum. Saat menjelajahi Nebula Kepiting pada tahun 1942, V. Baade menunjuknya sebagai kemungkinan sisa supernova bintang, dan I.S. Shklovsky di tahun-tahun berikutnya menyatakan bahwa itu adalah sumber partikel relativistik dan foton berenergi tinggi. Namun semua ini hanyalah asumsi. Dan kemudian bintang itu muncul pulsar optik, memiliki periode dan interpulsar yang sama dengan pulsar radio, dan secara fisik harus berupa bintang neutron, yang konsumsi energinya cukup untuk mempertahankan cahaya dan semua jenis radiasi dari Nebula Kepiting. Setelah penemuan pulsar optik, pencarian dilakukan pada sisa-sisa supernova lainnya, terutama pada sisa-sisa supernova yang telah ditemukan pulsar radio. Namun baru pada tahun 1977, para astronom Australia, dengan menggunakan peralatan khusus, berhasil mendeteksi denyut dalam jangkauan optik bintang berkekuatan 25 yang sangat redup di sisa supernova Vela X. Pulsar optik ketiga ditemukan pada tahun 1982 di konstelasi Vulpecula melalui emisi radio . Tidak ada sisa supernova yang ditemukan.

Apa itu pulsar optik? Komponen sentral garis spektrum SS 433 menunjukkan pergerakan dengan jangka waktu 13 hari dan perubahan kecepatan dari -73 hingga +73 km/s. Rupanya, ada juga sistem biner dekat di sini, yang terdiri dari supergiant panas kelas O atau B yang dapat diamati secara optik dan komponen sinar-X yang tidak terlihat secara optik. Raksasa super ini memiliki massa lebih dari sepuluh massa matahari; ia telah membengkak hingga batas ekstrim zona gravitasinya, mengisi kembali piringan yang mengelilingi komponen sinar-X di sepanjang ekuator dengan gasnya. Bidang piringan tegak lurus terhadap sumbu rotasi benda kompak yang merupakan komponen sinar-X, dan tidak terletak pada bidang orbit sistem biner. Oleh karena itu, piringan dan kedua pancaran gas berperilaku seperti puncak yang berputar miring, dan sumbu rotasinya mengalami presesi (menggambarkan kerucut), membuat satu putaran dalam 164 hari (ini adalah fenomena presesi benda berputar yang terkenal). Komponen sinar-X yang memakan gas piringan dan memuntahkan jet bisa jadi adalah bintang neutron.

Mereka adalah salah satu sumber radiasi gamma kosmik yang paling kuat. Para ahli astrofisika sangat ingin mengetahui bagaimana bintang-bintang neutron ini bisa bersinar begitu terang dalam rentang sinar gamma. Sebelum peluncuran teleskop Fermi, hanya sekitar selusin pulsar sinar gamma yang diketahui, sedangkan jumlah total pulsar sekitar 1.800. Kini observatorium baru telah mulai menemukan lusinan pulsar sinar gamma. Para ilmuwan berharap karyanya akan memberikan banyak informasi berharga yang akan membantu lebih memahami sifat pulsar gamma dan generator sinar gamma kosmik lainnya.

Pada tahun 2012, para astronom yang menggunakan Teleskop Orbital Sinar Gamma Fermi menemukan pulsar sinar gamma tercepat hingga saat ini di konstelasi Centaurus, membuat satu revolusi setiap 2,5 milidetik dan melahap sisa-sisa bintang pendamping seukuran Jupiter. ( Radiasi gamma (sinar gamma, sinar-γ) - sejenis radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang yang sangat pendek -< 5·10 −3 нм и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами. На картинке гамма-излучение показано фиолетовым цветом.

Mari kita rangkum...

Bintang neutron– benda menakjubkan. Mereka telah diamati dengan minat khusus akhir-akhir ini, karena... Misterinya tidak hanya terletak pada strukturnya, tetapi juga oleh kepadatannya yang sangat besar serta medan magnet dan gravitasinya yang kuat. Materi di sana berada dalam keadaan khusus, mengingatkan kita pada inti atom yang sangat besar, dan kondisi ini tidak dapat direproduksi di laboratorium bumi.
Pulsar hanyalah sebuah gasing bermagnet besar yang berputar pada sumbu yang tidak berimpit dengan sumbu magnet. Jika tidak ada yang jatuh di atasnya dan tidak memancarkan apa pun, maka pancaran radionya akan memiliki frekuensi rotasi dan kita tidak akan pernah mendengarnya di Bumi. Namun faktanya puncak ini memiliki massa yang sangat besar dan suhu permukaan yang tinggi, dan medan magnet yang berputar menciptakan medan listrik dengan intensitas yang sangat besar, yang mampu mempercepat proton dan elektron hingga hampir mencapai kecepatan cahaya. Selain itu, semua partikel bermuatan yang mengalir di sekitar pulsar terperangkap dalam medan magnet yang sangat besar. Dan hanya dalam sudut padat kecil di sekitar sumbu magnet mereka dapat melepaskan diri (bintang neutron memiliki medan magnet terkuat di Alam Semesta, mencapai 1010-1014 gauss. Bandingkan: medan bumi 1 gauss, medan magnet matahari 10-50 gauss. ). Aliran partikel bermuatan inilah yang menjadi sumber emisi radio dari mana pulsar ditemukan, yang kemudian menjadi bintang neutron. Karena sumbu magnet bintang neutron tidak harus bertepatan dengan sumbu rotasinya, ketika bintang tersebut berputar, aliran gelombang radio merambat ke seluruh ruang seperti pancaran suar yang berkedip - hanya sesaat menembus kegelapan di sekitarnya.

Pulsar ditemukan secara tidak sengaja pada pertengahan tahun 60an abad kedua puluh. Hal ini terjadi selama pengamatan menggunakan teleskop radio, yang pada awalnya dirancang untuk mempelajari berbagai sumber kerlipan di kedalaman ruang angkasa yang belum dipetakan. Apa saja benda luar angkasa tersebut?

Penemuan pulsar oleh peneliti Inggris

Sekelompok ilmuwan - Jocelyn Bell, Anthony Huis dan lainnya - melakukan penelitian di Universitas Cambridge. Pulsa ini datang dengan frekuensi 0,3 detik dan frekuensinya 81,5 MHz. Saat itu, para astronom belum memikirkan apa sebenarnya pulsar itu dan apa sifatnya. Hal pertama yang mereka perhatikan adalah frekuensi luar biasa dari “pesan” yang mereka temukan. Bagaimanapun, kedipan biasa terjadi dalam mode kacau. Di kalangan ilmuwan bahkan ada anggapan bahwa sinyal-sinyal ini adalah bukti adanya peradaban luar bumi yang mencoba menjangkau umat manusia. Untuk menunjuk mereka, nama LGM diperkenalkan - singkatan bahasa Inggris ini berarti pria hijau kecil (“pria hijau kecil”). Para peneliti mulai melakukan upaya serius untuk menguraikan "kode" misterius tersebut, dan untuk ini mereka menarik pemecah kode terkemuka dari seluruh dunia. Namun, upaya mereka tidak berhasil.

Selama tiga tahun berikutnya, para astronom menemukan 3 sumber serupa. Dan kemudian para ilmuwan menyadari apa itu pulsar. Ternyata itu adalah objek lain di alam semesta yang tidak ada hubungannya dengan peradaban alien. Saat itulah pulsar mendapatkan namanya. Atas penemuannya, ilmuwan Anthony Hewish dianugerahi Hadiah Nobel Fisika.

Apa itu bintang neutron?

Namun meski penemuan ini terjadi cukup lama, masih banyak yang tertarik dengan jawaban atas pertanyaan “apa itu pulsar”. Hal ini tidak mengherankan, karena tidak semua orang dapat membanggakan bahwa astronomi diajarkan pada tingkat tertinggi di sekolah atau universitas mereka. Kami menjawab pertanyaan: pulsar adalah bintang neutron yang terbentuk setelah terjadi ledakan supernova. Jadi keteguhan denyut yang mengejutkan pada suatu waktu dapat dengan mudah dijelaskan - alasannya adalah stabilitas rotasi bintang-bintang neutron ini.

Dalam astronomi, pulsar ditandai dengan angka empat digit. Selain itu, dua digit pertama dari nama menunjukkan jam, dan dua digit berikutnya menunjukkan menit, di mana denyut nadi naik ke kanan. Dan di depan angka tersebut terdapat dua huruf latin yang menandakan letak bukaannya. Pulsar yang pertama kali ditemukan disebut CP 1919 (atau "Cambridge Pulsar").

Quasar

Apa itu pulsar dan quasar? Kita telah mengetahui bahwa pulsar adalah sumber radio paling kuat, yang radiasinya terkonsentrasi pada pulsa individu dengan frekuensi tertentu. Quasar juga merupakan salah satu objek paling menarik di seluruh alam semesta. Mereka juga sangat terang – melebihi intensitas radiasi keseluruhan galaksi yang mirip dengan Bima Sakti. Quasar ditemukan oleh para astronom sebagai objek dengan pergeseran merah yang tinggi. Menurut salah satu teori yang tersebar luas, quasar adalah galaksi pada tahap awal perkembangannya, di dalamnya terdapat

Pulsar paling terang dalam sejarah

Salah satu objek paling terkenal di Alam Semesta adalah pulsar di Nebula Kepiting. Penemuan ini menunjukkan bahwa pulsar adalah salah satu objek paling menakjubkan di seluruh alam semesta.

Ledakan bintang neutron di Nebula Kepiting saat ini begitu dahsyat sehingga tidak dapat dimasukkan ke dalam teori astrofisika modern. Pada tahun 1054 Masehi e. Sebuah bintang baru bersinar di langit, yang sekarang disebut SN 1054. Ledakannya diamati bahkan di siang hari, yang dibuktikan dalam kronik sejarah Tiongkok dan negara-negara Arab. Menariknya, Eropa tidak menyadari ledakan ini - ketika masyarakat begitu asyik dengan proses antara Paus dan utusannya, Kardinal Humbert, sehingga tidak ada satu pun ilmuwan pada masa itu yang mencatat ledakan ini dalam karyanya. Dan beberapa abad kemudian, nebula baru ditemukan di lokasi ledakan tersebut, yang kemudian dikenal dengan nama Nebula Kepiting. Entah kenapa bentuknya mengingatkan penemunya, William Parsons, pada kepiting.

Dan pada tahun 1968, pulsar PSR B0531+21 pertama kali ditemukan, dan pulsar inilah yang pertama kali diidentifikasi oleh para ilmuwan sebagai sisa-sisa supernova. Sumber denyutnya, jika dilihat lebih dekat, bukanlah bintang itu sendiri, melainkan apa yang disebut plasma sekunder, yang terbentuk di medan magnet bintang yang berputar dengan kecepatan sangat tinggi. Frekuensi rotasi pulsar Nebula Kepiting adalah 30 kali per detik.

Sebuah penemuan yang tidak sesuai dengan kerangka teori modern

Namun pulsar ini mengejutkan bukan hanya karena kecerahan dan frekuensinya. PSR B0531+21 baru-baru ini ditemukan memancarkan sinar radioaktif dalam kisaran yang melebihi angka 100 miliar volt. Jumlah ini jutaan kali lebih tinggi dari radiasi yang digunakan pada peralatan medis, dan juga sepuluh kali lebih tinggi dari nilai yang dijelaskan dalam teori sinar gamma modern. Martin Schroeder, seorang astronom Amerika, menyatakannya sebagai berikut: “Jika dua tahun yang lalu Anda bertanya kepada ahli astrofisika mana pun apakah radiasi semacam ini dapat dideteksi, Anda pasti akan mendapat jawaban “tidak”. Tidak ada teori yang sesuai dengan fakta yang kami temukan.”

Apa itu pulsar dan bagaimana terbentuknya: misteri astronomi

Berkat studi tentang pulsar Nebula Kepiting, para ilmuwan memiliki gambaran tentang sifat benda luar angkasa misterius tersebut. Sekarang Anda kurang lebih bisa membayangkan dengan jelas apa itu pulsar. Kemunculannya dijelaskan oleh fakta bahwa pada tahap akhir evolusinya, beberapa bintang meledak dan memancarkan kembang api besar - lahirlah supernova. Mereka dibedakan dari bintang biasa berdasarkan kekuatan suarnya. Secara total, sekitar 100 suar terjadi setiap tahun di Galaksi kita. Hanya dalam beberapa hari, supernova meningkatkan luminositasnya beberapa juta kali lipat.

Tanpa kecuali, semua nebula, serta pulsar, muncul di lokasi ledakan supernova. Namun, pulsar tidak dapat diamati di semua sisa benda langit jenis ini. Hal ini seharusnya tidak membingungkan para pecinta astronomi - lagipula, pulsar hanya dapat diamati jika letaknya pada sudut rotasi tertentu. Selain itu, karena sifatnya, pulsar “hidup” lebih lama dibandingkan nebula tempat mereka terbentuk. Para ilmuwan masih belum bisa menentukan secara akurat alasan yang menyebabkan bintang yang mendingin dan tampaknya sudah lama mati menjadi sumber emisi radio yang kuat. Meskipun terdapat banyak hipotesis, para astronom harus menjawab pertanyaan ini di masa depan.

Pulsar dengan periode rotasi terpendek

Mungkin bagi mereka yang bertanya-tanya apa itu pulsar dan apa kabar terbaru dari para astrofisikawan tentang benda-benda langit tersebut, mereka akan tertarik untuk mengetahui jumlah total bintang sejenis yang ditemukan hingga saat ini. Saat ini, para ilmuwan mengetahui lebih dari 1.300 pulsar. Selain itu, sejumlah besar - sekitar 90% - bintang-bintang ini berdenyut dalam rentang 0,1 hingga 1 detik. Bahkan ada pulsar dengan periode yang lebih pendek - disebut milidetik. Salah satunya ditemukan oleh para astronom pada tahun 1982 di konstelasi Vulpecula. Periode putarannya hanya 0,00155 detik. Representasi skema pulsar mencakup sumbu rotasi, medan magnet, dan gelombang radio.

Rotasi pulsar dalam periode singkat menjadi argumen utama yang mendukung asumsi bahwa pulsar pada dasarnya adalah bintang neutron yang berotasi (pulsar adalah sinonim untuk ungkapan “bintang neutron”). Lagipula, benda langit dengan periode rotasi seperti itu pasti sangat padat. Penelitian terhadap benda-benda tersebut masih terus dilakukan. Setelah mempelajari apa itu pulsar neutron, para ilmuwan tidak berhenti pada fakta yang telah ditemukan sebelumnya. Bagaimanapun, bintang-bintang ini sungguh menakjubkan - keberadaannya hanya mungkin terjadi jika gaya sentrifugal yang timbul akibat rotasi lebih kecil daripada gaya gravitasi yang mengikat materi pulsar.

Berbagai jenis bintang neutron

Belakangan ternyata pulsar dengan periode rotasi milidetik bukanlah yang termuda, melainkan salah satu yang tertua. Dan pulsar dalam kategori ini memiliki medan magnet terlemah.

Ada juga jenis bintang neutron yang disebut pulsar sinar-X. Ini adalah benda langit yang memancarkan sinar-X. Mereka juga termasuk dalam kategori bintang neutron. Namun, pulsar radio dan bintang pemancar sinar-X bertindak berbeda dan memiliki sifat berbeda. Pulsar pertama jenis ini ditemukan pada tahun 1972 di

Sifat pulsar

Ketika para peneliti pertama kali mempelajari apa itu pulsar, mereka memutuskan bahwa bintang neutron memiliki sifat dan kepadatan yang sama dengan inti atom. Kesimpulan ini dibuat karena semua pulsar dicirikan oleh radiasi keras - persis sama dengan radiasi yang menyertai reaksi nuklir. Namun perhitungan lebih lanjut memungkinkan para astronom membuat pernyataan berbeda. Salah satu jenis benda kosmik, pulsar, adalah benda langit yang mirip dengan planet raksasa (disebut juga “bintang inframerah”).

>

Sebuah pulsar (merah muda) dapat dilihat di pusat galaksi M82.

Mengeksplorasi pulsar dan bintang neutron Alam Semesta: deskripsi dan karakteristik dengan foto dan video, struktur, rotasi, kepadatan, komposisi, massa, suhu, pencarian.

Pulsar

Pulsar Mereka adalah benda kompak berbentuk bola, yang ukurannya tidak melampaui batas kota besar. Hal yang mengejutkan adalah dengan volume sebesar itu mereka melebihi massa matahari dalam hal massa. Mereka digunakan untuk mempelajari keadaan materi yang ekstrem, mendeteksi planet di luar sistem kita, dan mengukur jarak kosmik. Selain itu, mereka membantu menemukan gelombang gravitasi yang mengindikasikan peristiwa energik, seperti tabrakan supermasif. Pertama kali ditemukan pada tahun 1967.

Apa itu pulsar?

Jika Anda mencari pulsar di langit, ia tampak seperti bintang berkelap-kelip biasa yang mengikuti ritme tertentu. Faktanya, cahaya mereka tidak berkedip atau berdenyut, dan mereka tidak tampak seperti bintang.

Pulsar menghasilkan dua berkas cahaya sempit dan persisten dengan arah berlawanan. Efek kedipan tercipta karena berputar (prinsip suar). Pada saat ini, sinar tersebut menghantam bumi dan kemudian berputar kembali. Mengapa ini terjadi? Faktanya, berkas cahaya pulsar biasanya tidak sejajar dengan sumbu rotasinya.

Jika kedipan dihasilkan oleh rotasi, maka kecepatan pulsa mencerminkan kecepatan putaran pulsar. Sebanyak 2.000 pulsar ditemukan, sebagian besar berputar satu kali per detik. Namun ada kurang lebih 200 benda yang berhasil melakukan seratus putaran dalam waktu bersamaan. Yang tercepat disebut milidetik, karena jumlah putarannya per detik sama dengan 700.

Pulsar tidak bisa dianggap sebagai bintang, setidaknya “hidup”. Sebaliknya, mereka adalah bintang neutron, yang terbentuk setelah sebuah bintang masif kehabisan bahan bakar dan runtuh. Akibatnya, ledakan kuat tercipta - supernova, dan material padat yang tersisa diubah menjadi bintang neutron.

Diameter pulsar di Alam Semesta mencapai 20-24 km, dan massanya dua kali massa Matahari. Sebagai gambaran, sepotong benda seukuran gula batu akan memiliki berat 1 miliar ton. Artinya, sesuatu yang seberat Everest pas di tangan Anda! Benar, ada objek yang lebih padat lagi - lubang hitam. Yang paling masif mencapai 2,04 massa matahari.

Pulsar memiliki medan magnet yang kuat, yaitu 100 juta hingga 1 kuadriliun kali lebih kuat dari medan magnet Bumi. Agar bintang neutron mulai memancarkan cahaya seperti pulsar, ia harus memiliki rasio kekuatan medan magnet dan kecepatan rotasi yang tepat. Kebetulan seberkas gelombang radio mungkin tidak melewati bidang pandang teleskop darat dan tetap tidak terlihat.

Pulsar radio

Ahli astrofisika Anton Biryukov tentang fisika bintang neutron, memperlambat rotasi dan penemuan gelombang gravitasi:

Mengapa pulsar berputar?

Lambatnya pulsar adalah satu putaran per detik. Yang tercepat berakselerasi hingga ratusan putaran per detik dan disebut milidetik. Proses rotasi terjadi karena bintang-bintang tempat terbentuknya juga ikut berotasi. Namun untuk mencapai kecepatan tersebut, Anda memerlukan sumber tambahan.

Para peneliti percaya bahwa pulsar milidetik terbentuk dengan mencuri energi dari tetangganya. Anda mungkin memperhatikan adanya benda asing yang meningkatkan kecepatan putaran. Dan itu bukan hal yang baik bagi rekannya yang terluka, yang suatu hari nanti bisa dikonsumsi sepenuhnya oleh pulsar. Sistem seperti ini disebut janda hitam (diambil dari nama jenis laba-laba yang berbahaya).

Pulsar mampu memancarkan cahaya dalam beberapa panjang gelombang (dari radio hingga sinar gamma). Tapi bagaimana mereka melakukannya? Para ilmuwan belum dapat menemukan jawaban pastinya. Diyakini bahwa mekanisme terpisah bertanggung jawab untuk setiap panjang gelombang. Sinar seperti suar terbuat dari gelombang radio. Mereka terang dan sempit serta menyerupai cahaya koheren, di mana partikel-partikelnya membentuk sinar terfokus.

Semakin cepat putarannya, semakin lemah medan magnetnya. Namun kecepatan rotasinya cukup untuk memancarkan sinar seterang sinar lambat.

Selama rotasi, medan magnet menciptakan medan listrik, yang dapat membawa partikel bermuatan ke keadaan bergerak (arus listrik). Daerah di atas permukaan yang didominasi medan magnet disebut magnetosfer. Di sini, partikel bermuatan dipercepat hingga kecepatan sangat tinggi karena medan listrik yang kuat. Setiap kali mereka berakselerasi, mereka memancarkan cahaya. Ini ditampilkan dalam rentang optik dan sinar-X.

Bagaimana dengan sinar gamma? Penelitian menunjukkan bahwa sumbernya harus dicari di tempat lain di dekat pulsar. Dan mereka akan menyerupai kipas angin.

Cari pulsar

Teleskop radio tetap menjadi metode utama untuk mencari pulsar di luar angkasa. Mereka kecil dan redup dibandingkan objek lain, jadi Anda harus memindai seluruh langit dan secara bertahap objek tersebut masuk ke dalam lensa. Sebagian besar ditemukan menggunakan Parkes Observatory di Australia. Banyak data baru akan tersedia dari Square Kilometer Array Antenna (SKA) mulai tahun 2018.

Pada tahun 2008, teleskop GLAST diluncurkan, yang menemukan 2050 pulsar yang memancarkan sinar gamma, 93 di antaranya milidetik. Teleskop ini sangat berguna karena memindai seluruh langit, sementara teleskop lain hanya menyoroti area kecil di sepanjang bidang.

Menemukan panjang gelombang yang berbeda dapat menjadi suatu tantangan. Faktanya adalah gelombang radio sangat kuat, tetapi mungkin tidak mengenai lensa teleskop. Namun radiasi gamma menyebar lebih luas di langit, namun kecerahannya lebih rendah.

Para ilmuwan kini mengetahui keberadaan 2.300 pulsar, yang ditemukan melalui gelombang radio dan 160 melalui sinar gamma. Ada juga pulsar 240 milidetik, 60 di antaranya menghasilkan sinar gamma.

Menggunakan pulsar

Pulsar bukan hanya sekedar benda luar angkasa yang menakjubkan, tapi juga alat yang berguna. Cahaya yang dipancarkan dapat memberi tahu banyak hal tentang proses internal. Artinya, peneliti mampu memahami fisika bintang neutron. Benda-benda ini memiliki tekanan yang sangat tinggi sehingga perilaku materi berbeda dari biasanya. Kandungan aneh pada bintang neutron disebut “pasta nuklir”.

Pulsar membawa banyak manfaat karena ketepatan denyutnya. Para ilmuwan mengetahui objek tertentu dan menganggapnya sebagai jam kosmik. Dari sinilah spekulasi keberadaan planet lain mulai bermunculan. Faktanya, planet ekstrasurya pertama yang ditemukan mengorbit pulsar.

Jangan lupa bahwa pulsar terus bergerak sambil “berkedip”, yang berarti pulsar dapat digunakan untuk mengukur jarak kosmik. Mereka juga terlibat dalam pengujian teori relativitas Einstein, seperti momen dengan gravitasi. Namun keteraturan denyutnya bisa terganggu oleh gelombang gravitasi. Hal ini terlihat pada bulan Februari 2016.

Pemakaman Pulsar

Secara bertahap, semua pulsar melambat. Radiasi ini didukung oleh medan magnet yang diciptakan oleh rotasi. Akibatnya, ia juga kehilangan kekuatannya dan berhenti mengirimkan sinar. Para ilmuwan telah menarik garis khusus di mana sinar gamma masih dapat dideteksi di depan gelombang radio. Begitu pulsar jatuh ke bawah, ia dihapuskan ke kuburan pulsar.

Jika pulsar terbentuk dari sisa-sisa supernova, maka ia memiliki cadangan energi yang sangat besar dan kecepatan rotasi yang cepat. Contohnya termasuk objek muda PSR B0531+21. Ia dapat bertahan dalam fase ini selama beberapa ratus ribu tahun, setelah itu ia akan mulai kehilangan kecepatannya. Pulsar paruh baya merupakan mayoritas penduduk dan hanya menghasilkan gelombang radio.

Namun, pulsar dapat memperpanjang umurnya jika ada satelit di dekatnya. Kemudian ia akan mengeluarkan materialnya dan meningkatkan kecepatan putarannya. Perubahan seperti itu bisa terjadi kapan saja, itulah sebabnya pulsar mampu terlahir kembali. Kontak seperti ini disebut sistem biner sinar-X bermassa rendah. Pulsar tertua adalah pulsar milidetik. Beberapa mencapai usia miliaran tahun.

Bintang neutron

Bintang neutron- benda agak misterius, melebihi massa matahari sebanyak 1,4 kali. Mereka lahir setelah ledakan bintang yang lebih besar. Mari kita kenali formasi ini lebih baik.

Ketika sebuah bintang yang berukuran 4-8 kali lebih besar dari Matahari meledak, inti dengan kepadatan tinggi tetap ada dan terus runtuh. Gravitasi mendorong suatu material dengan sangat kuat sehingga menyebabkan proton dan elektron melebur menjadi neutron. Beginilah asal mula bintang neutron berkepadatan tinggi.

Benda masif ini hanya bisa mencapai diameter 20 km. Sebagai gambaran tentang kepadatan, satu sendok material bintang neutron saja akan memiliki berat satu miliar ton. Gravitasi pada objek semacam itu 2 miliar kali lebih kuat daripada gravitasi Bumi, dan kekuatan tersebut cukup untuk pelensaan gravitasi, sehingga memungkinkan para ilmuwan untuk melihat bagian belakang bintang.

Guncangan ledakan meninggalkan denyut yang menyebabkan bintang neutron berputar hingga mencapai beberapa putaran per detik. Meski bisa berakselerasi hingga 43.000 kali per menit.

Lapisan batas di dekat benda padat

Ahli astrofisika Valery Suleymanov tentang kemunculan piringan akresi, angin bintang, dan materi di sekitar bintang neutron:

Bagian dalam bintang neutron

Ahli astrofisika Sergei Popov tentang keadaan materi ekstrem, komposisi bintang neutron, dan metode mempelajari interior:

Ketika bintang neutron menjadi bagian dari sistem biner tempat supernova meledak, gambarannya menjadi lebih mengesankan. Jika bintang kedua memiliki massa yang lebih rendah daripada Matahari, maka ia menarik massa pendampingnya ke dalam “lobus Roche”. Ini adalah awan material berbentuk bola yang mengorbit bintang neutron. Jika satelit itu 10 kali lebih besar dari massa matahari, maka perpindahan massanya juga disesuaikan, tetapi tidak begitu stabil. Materi mengalir di sepanjang kutub magnet, memanas dan menciptakan denyut sinar-X.

Pada tahun 2010, 1.800 pulsar telah ditemukan menggunakan deteksi radio dan 70 menggunakan sinar gamma. Beberapa spesimen bahkan mempunyai planet.

Jenis Bintang Neutron

Beberapa perwakilan bintang neutron memiliki pancaran material yang mengalir hampir dengan kecepatan cahaya. Ketika mereka terbang melewati kita, mereka bersinar seperti cahaya suar. Karena itu, mereka disebut pulsar.