Astronómovia študovali oblohu od nepamäti. Až s výrazným skokom vo vývoji techniky sa však vedcom podarilo objaviť objekty, o ktorých predchádzajúce generácie astronómov ani len netušili. Jedným z nich boli kvazary a pulzary.

Napriek obrovským vzdialenostiam týchto objektov vedci dokázali študovať niektoré ich vlastnosti. No napriek tomu stále skrývajú mnohé nevyriešené tajomstvá.

Čo sú pulzary a kvazary

Pulzar, ako sa ukázalo, je neutrónová hviezda. Jeho objaviteľmi boli E. Hewish a jeho postgraduálny študent D. Bell. Boli schopní detekovať impulzy, čo sú úzko nasmerované prúdy žiarenia, ktoré sa stávajú viditeľnými v určitých časových intervaloch, pretože tento efekt nastáva v dôsledku rotácie neutrónových hviezd.

K výraznému zhusteniu magnetického poľa hviezdy a jej samotnej hustote dochádza pri jej stláčaní. Dokáže sa zmenšiť na veľkosti niekoľkých desiatok kilometrov a v takýchto momentoch dochádza k rotácii neskutočne vysokou rýchlosťou. Táto rýchlosť v niektorých prípadoch dosahuje tisíciny sekundy. Odtiaľ pochádzajú elektromagnetické vyžarované vlny.

Kvazary a pulzary možno nazvať najneobvyklejšími a najzáhadnejšími objavmi v astronómii. Povrch neutrónovej hviezdy (pulzaru) má menší tlak ako jej stred, z tohto dôvodu sa neutróny rozpadajú na elektróny a protóny. Elektróny sa zrýchľujú na neuveriteľnú rýchlosť vďaka prítomnosti silného magnetického poľa. Niekedy táto rýchlosť dosahuje rýchlosť svetla, čo má za následok vyvrhnutie elektrónov z magnetických pólov hviezdy. Dva úzke zväzky elektromagnetických vĺn – presne tak vyzerá pohyb nabitých častíc. To znamená, že elektróny vyžarujú žiarenie v smere ich smeru.

Ak budeme pokračovať v zozname nezvyčajných javov spojených s neutrónovými hviezdami, mali by sme si všimnúť ich vonkajšiu vrstvu. V tejto sfére sú priestory, v ktorých jadro nemôže byť zničené kvôli nedostatočnej hustote hmoty. Dôsledkom toho je pokrytie najhustejšej kôry v dôsledku tvorby kryštalickej štruktúry. V dôsledku toho sa hromadí napätie a v určitom bode tento hustý povrch začne praskať. Vedci tento jav prezývali „hviezdne zemetrasenie“.

Pulzary a kvazary zostávajú úplne nepreskúmané. Ale keby nám úžasný výskum povedal o pulzaroch alebo o tzv. Zatiaľ čo neutrónové hviezdy obsahujú veľa nových vecí, kvazary udržujú astronómov v napätí z neznámeho.

Svet sa prvýkrát dozvedel o kvazaroch v roku 1960. Objav uviedol, že ide o objekty s malými uhlovými rozmermi, ktoré sa vyznačujú vysokou svietivosťou a podľa svojej triedy patria medzi extragalaktické objekty. Pretože majú pomerne malú uhlovú veľkosť, mnoho rokov sa verilo, že sú to len hviezdy.

Presný počet objavených kvazarov nie je známy, ale v roku 2005 sa uskutočnili štúdie, v ktorých bolo 195 tisíc kvazarov. Zatiaľ o nich nie je známe nič dostupné na vysvetlenie. Existuje veľa predpokladov, ale žiadny z nich nemá žiadne dôkazy.

Astronómovia len zistili, že za časový úsek necelých 24 hodín vykazuje ich jasnosť dostatočnú variabilitu. Na základe týchto údajov si možno všimnúť ich relatívne malú veľkosť radiačnej oblasti, ktorá je porovnateľná s veľkosťou slnečnej sústavy. Nájdené kvazary existujú vo vzdialenostiach až 10 miliárd svetelných rokov. Mohli sme ich vidieť vďaka ich vysokej úrovni svietivosti.

Najbližší takýto objekt k našej planéte sa nachádza približne 2 miliardy svetelných rokov ďaleko. Možno budúci výskum a najnovšie technológie v nich použité poskytnú ľudstvu nové poznatky o bielych miestach vesmíru.

– sú to kozmické zdroje rádiového, optického, röntgenového a/alebo gama žiarenia, ktoré prichádzajú na Zem vo forme periodických zábleskov (impulzov).

Preto sa podľa druhu žiarenia delia na rádiové pulzary, optické pulzary, röntgenové a/alebo gama pulzary. Povaha pulzarového žiarenia ešte nebola úplne odhalená, modely pulzarov a mechanizmy, ktorými vyžarujú energiu, sa študujú teoreticky. Dnes prevláda názor, že pulzary sú rotujúce neutrónové hviezdy so silným magnetickým poľom.

Objav pulzarov

Stalo sa tak v roku 1967. Anglický rádioastronóm E. Hewish a jeho spolupracovníci objavili krátke rádiové impulzy prichádzajúce akoby z prázdneho miesta vo vesmíre, ktoré sa stabilne opakovali s periódou aspoň sekundy. Spočiatku boli výsledky pozorovaní tohto javu utajované, pretože dalo by sa predpokladať, že tieto impulzy rádiového vyžarovania sú umelého pôvodu – možno sú to signály nejakej mimozemskej civilizácie? Ale nenašiel sa žiadny zdroj žiarenia prechádzajúceho orbitálnym pohybom, ale Hewishova skupina našla 3 ďalšie zdroje podobných signálov. Nádej na signály mimozemskej civilizácie tak zmizla a vo februári 1968 sa objavila správa o objave rýchlo sa meniacich mimozemských rádiových zdrojov neznámej povahy s vysoko stabilnou frekvenciou.

Táto správa vyvolala skutočnú senzáciu a v roku 1974 dostal Hewish za tento objav Nobelovu cenu. Tento pulzar sa nazýva PSR J1921+2153. V súčasnosti je známych asi 2 000 rádiových pulzarov, ktoré sú zvyčajne označené písmenami PSR a číslami, ktoré vyjadrujú ich rovníkové súradnice.

Čo je rádiový pulzar?

Astrofyzici dospeli k všeobecnému konsenzu, že rádiový pulzar je neutrónová hviezda. Vysiela úzko smerované prúdy rádiovej emisie a v dôsledku rotácie neutrónovej hviezdy sa prúd v pravidelných intervaloch dostáva do zorného poľa vonkajšieho pozorovateľa – tak vznikajú pulzy pulzaru. Väčšina astronómov verí, že pulzary sú malé neutrónové hviezdy s priemerom niekoľkých kilometrov, ktoré rotujú s periódami zlomku sekundy. Niekedy sa im dokonca hovorí „hviezdne kolovraty“. Vďaka magnetickému poľu je žiarenie pulzaru podobné lúču svetlometu: keď v dôsledku rotácie neutrónovej hviezdy lúč dopadne na anténu rádioteleskopu, sú viditeľné záblesky žiarenia. Pulzarové signály na rôznych rádiových frekvenciách prechádzajú medzihviezdnou plazmou rôznymi rýchlosťami. Na základe vzájomného oneskorenia signálov sa určí vzdialenosť k pulzaru a určí sa ich poloha v Galaxii. Rozloženie pulzarov sa približne zhoduje s rozložením zvyškov supernov.

Röntgenové pulzary

Röntgenový pulzar je uzavretá binárna sústava, ktorej jednou zo zložiek je neutrónová hviezda a druhý - normálna hviezda, v dôsledku čoho hmota prúdi z obyčajnej hviezdy na neutrónovú hviezdu. Neutrónové hviezdy- sú to hviezdy s veľmi malými rozmermi (priemer 20-30 km) a extrémne vysokými hustotami, ktoré presahujú hustotu atómového jadra. Astronómovia sa domnievajú, že neutrónové hviezdy vznikajú v dôsledku výbuchov supernov. Keď vybuchne supernova, jadro normálnej hviezdy sa rýchlo zrúti a potom sa zmení na neutrónovú hviezdu. Počas kompresie dochádza v dôsledku zákona zachovania momentu hybnosti, ako aj zachovania magnetického toku k prudkému zvýšeniu rýchlosti rotácie a magnetického poľa hviezdy. Pre röntgenový pulzar sú teda dôležité tieto dve vlastnosti: vysoká rýchlosť otáčania a extrémne vysoké magnetické polia. Hmota dopadajúca na pevný povrch neutrónovej hviezdy sa veľmi zahreje a začne vyžarovať röntgenové lúče. Blízki príbuzní röntgenových pulzarov sú polárne a stredné polárne. Rozdiel medzi pulzarmi a polármi je v tom, že pulzar je neutrónová hviezda, zatiaľ čo polárny je biely trpaslík. V súlade s tým majú nižšie magnetické polia a rýchlosť otáčania.

Optické pulzary

V januári 1969 bola oblasť pulzaru v Krabej hmlovine preskúmaná optickým teleskopom s fotoelektrickým zariadením schopným odhaliť rýchle kolísanie jasu. V tejto hmlovine bola zaznamenaná existencia optického objektu s kolísaním jasu s rovnakou periódou ako rádiový pulzar. Ukázalo sa, že tento objekt je hviezdou 16. magnitúdy v strede hmloviny. Malo akési nečitateľné spektrum bez spektrálnych čiar. Pri skúmaní Krabie hmloviny v roku 1942 na ňu V. Baade poukázal ako na možný pozostatok hviezdnej supernovy a I.S. Shklovsky v neskorších rokoch naznačil, že išlo o zdroj relativistických častíc a vysokoenergetických fotónov. Ale to všetko boli len domnienky. A potom sa ukázala hviezda optický pulzar, majúci rovnakú periódu a interpulzár ako rádiový pulzar a fyzicky by malo ísť o neutrónovú hviezdu, ktorej spotreba energie je dostatočná na udržanie žiary a všetkých druhov žiarenia z Krabie hmloviny. Po objavení optického pulzaru sa uskutočnili prieskumy v ďalších zvyškoch supernov, najmä v tých, kde už boli nájdené rádiové pulzary. Ale až v roku 1977 sa austrálskym astronómom pomocou špeciálneho zariadenia podarilo odhaliť pulzáciu v optickom dosahu mimoriadne slabej hviezdy 25. magnitúdy vo zvyšku supernovy Vela X. Tretí optický pulzar bol nájdený v roku 1982 v súhvezdí Vulpecula rádiovou emisiou. . Nenašli sa žiadne zvyšky supernovy.

Čo je to optický pulzar? Centrálne komponenty spektrálnych čiar RZ 433 vykazujú pohyby s periódou 13 dní a zmeny rýchlosti od -73 do +73 km/s. Zdá sa, že aj tu existuje blízky binárny systém pozostávajúci z opticky pozorovateľného horúceho supergianta triedy O alebo B a opticky neviditeľnej röntgenovej zložky. Supergiant má hmotnosť viac ako desať hmotností Slnka, nafúkol sa k extrémnym hraniciam svojej vlastnej gravitačnej zóny, čím doplnil disk obklopujúci röntgenovú zložku pozdĺž rovníka svojim plynom. Rovina disku je kolmá na os rotácie kompaktného objektu, ktorý je röntgenovou zložkou, a neleží v orbitálnej rovine dvojhviezdneho systému. Preto sa disk a oba prúdy plynu správajú ako šikmo rotujúci vrchol a ich os rotácie precesuje (opisuje kužeľ), pričom vykoná jednu otáčku za 164 dní (ide o známy jav precesie rotujúcich telies). Röntgenová zložka požiera plyn z disku a vyvrhuje výtrysky by mohla byť neutrónová hviezda.

Patria medzi najsilnejšie kozmické zdroje gama žiarenia. Astrofyzici túžia zistiť, ako tieto neutrónové hviezdy dokážu tak jasne žiariť v oblasti gama žiarenia. Pred spustením Fermiho teleskopu bol známy len asi tucet gama pulzarov, pričom celkový počet pulzarov bol približne 1800. Teraz nové observatórium začalo objavovať pulzary gama žiarenia po desiatkach. Vedci dúfajú, že jej práca prinesie množstvo cenných informácií, ktoré pomôžu lepšie pochopiť podstatu gama pulzarov a iných kozmických generátorov gama žiarenia.

V roku 2012 astronómovia pomocou Fermiho gama orbitálneho teleskopu objavili doteraz najrýchlejší gama pulzar v súhvezdí Kentaurus, ktorý vykonal jednu otáčku každých 2,5 milisekúnd a pohltil pozostatky sprievodnej hviezdy veľkosti Jupitera. ( Gama žiarenie (gama lúčov, γ-lúče) - druh elektromagnetického žiarenia s extrémne krátkou vlnovou dĺžkou -< 5·10 −3 нм и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами. На картинке гамма-излучение показано фиолетовым цветом.

Poďme si zhrnúť...

Neutrónové hviezdy- úžasné predmety. V poslednej dobe boli pozorované s osobitným záujmom, pretože... Záhadu predstavuje nielen ich štruktúra, ale aj obrovská hustota a silné magnetické a gravitačné polia. Tamojšia hmota je v špeciálnom stave, pripomínajúcom obrovské atómové jadro, a tieto podmienky nie je možné reprodukovať v pozemských laboratóriách.
Pulzar je jednoducho obrovský magnetizovaný vrchol otáčajúci sa okolo osi, ktorá sa nezhoduje s osou magnetu. Ak by naň nič nespadlo a nič by nevyžarovalo, jeho rádiové vyžarovanie by malo rotačnú frekvenciu a na Zemi by sme ho nikdy nepočuli. Faktom ale je, že tento vrchol má kolosálnu hmotnosť a vysokú povrchovú teplotu a rotujúce magnetické pole vytvára elektrické pole obrovskej intenzity, schopné urýchliť protóny a elektróny takmer na rýchlosť svetla. Navyše všetky tieto nabité častice, ktoré sa rútia okolo pulzaru, sú zachytené v jeho kolosálnom magnetickom poli. A len v malom objemovom uhle okolo magnetickej osi sa môžu uvoľniť (neutrónové hviezdy majú najsilnejšie magnetické polia vo vesmíre, dosahujú 1010-1014 gaussov. Porovnaj: zemské pole je 1 gauss, slnečné 10-50 gauss ). Práve tieto prúdy nabitých častíc sú zdrojom rádiovej emisie, z ktorej boli objavené pulzary, ktoré sa neskôr ukázali ako neutrónové hviezdy. Keďže magnetická os neutrónovej hviezdy sa nemusí nutne zhodovať s osou jej rotácie, pri rotácii hviezdy sa prúd rádiových vĺn šíri priestorom ako lúč blikajúceho majáku – iba na okamih pretína okolitú tmu.

Pulzary boli objavené úplnou náhodou v polovici 60. rokov dvadsiateho storočia. Stalo sa tak počas pozorovaní pomocou rádioteleskopu, ktorý bol pôvodne navrhnutý na štúdium rôznych mihotavých zdrojov v neprebádaných hĺbkach vesmíru. Aké sú tieto vesmírne objekty?

Objav pulzarov britskými výskumníkmi

Skupina vedcov – Jocelyn Bell, Anthony Huis a ďalší – uskutočnila výskum na univerzite v Cambridge. Tieto impulzy prichádzali s frekvenciou 0,3 sekundy a ich frekvencia bola 81,5 MHz. Astronómovia vtedy ešte neuvažovali o tom, čo pulzar vlastne je a aká je jeho povaha. Prvá vec, ktorú si všimli, bola úžasná frekvencia „správ“, ktoré objavili. Veď obyčajné blikanie nastalo v chaotickom režime. Medzi vedcami bol dokonca predpoklad, že tieto signály sú dôkazom mimozemskej civilizácie, ktorá sa snaží dostať k ľudstvu. Na ich označenie sa zaviedol názov LGM - táto anglická skratka znamenala malých zelených mužov („malí zelení mužíci“). Výskumníci sa začali vážne pokúšať rozlúštiť tajomný „kód“, a preto prilákali významných lámačov kódov z celej planéty. Ich pokusy však boli neúspešné.

Počas nasledujúcich troch rokov astronómovia objavili ďalšie 3 podobné zdroje. A potom si vedci uvedomili, čo je to pulzar. Ukázalo sa, že ide o ďalší objekt vesmíru, ktorý nemá nič spoločné s mimozemskými civilizáciami. Vtedy dostali pulzary svoje meno. Za ich objav bol vedec Anthony Hewish ocenený Nobelovou cenou za fyziku.

Čo sú neutrónové hviezdy?

Ale napriek tomu, že k tomuto objavu došlo už veľmi dávno, mnohí sa stále zaujímajú o odpoveď na otázku „čo je pulzar“. Nie je to prekvapujúce, pretože nie každý sa môže pochváliť tým, že na jeho škole či univerzite sa astronómia vyučovala na najvyššej úrovni. Odpovedáme na otázku: pulzar je neutrónová hviezda, ktorá vzniká po výbuchu supernovy. A tak stálosť pulzácie, ktorá bola svojho času prekvapivá, sa dá ľahko vysvetliť – jej dôvodom je stabilita rotácie týchto neutrónových hviezd.

V astronómii sa pulzary označujú štvorciferným číslom. Okrem toho prvé dve číslice názvu označujú hodiny a ďalšie dve minúty, v ktorých dochádza k rektascenzii pulzu. A pred číslami sú dve latinské písmená, ktoré kódujú umiestnenie otvoru. Úplne prvý zo všetkých objavených pulzarov sa nazýval CP 1919 (alebo "Cambridge Pulsar").

Kvazary

Čo sú to pulzary a kvazary? Už sme prišli na to, že pulzary sú najvýkonnejšie rádiové zdroje, ktorých žiarenie sa sústreďuje do jednotlivých impulzov určitej frekvencie. Kvazary sú tiež jedným z najzaujímavejších objektov v celom vesmíre. Sú tiež mimoriadne jasné – prevyšujú celkovú intenzitu žiarenia galaxií, ktoré sú podobné Mliečnej dráhe. Kvazary objavili astronómovia ako objekty s vysokým červeným posunom. Podľa jednej z rozšírených teórií sú kvazary galaxie v počiatočnom štádiu svojho vývoja, vo vnútri ktorých je

Najjasnejší pulzar v histórii

Jedným z najznámejších takýchto objektov vo vesmíre je pulzar v Krabej hmlovine. Tento objav ukazuje, že pulzar je jedným z najúžasnejších objektov v celom vesmíre.

Výbuch neutrónovej hviezdy v súčasnej Krabej hmlovine bol taký silný, že sa ani nedá zapadnúť do modernej astrofyziky. V roku 1054 po Kr e. Na oblohe zažiarila nová hviezda, ktorá sa dnes nazýva SN 1054. Jej výbuch bol pozorovaný aj vo dne, čo dosvedčujú historické kroniky Číny a arabských krajín. Je zaujímavé, že Európa si tento výbuch nevšimla – vtedy bola spoločnosť natoľko pohltená procesom medzi pápežom a jeho legátom kardinálom Humbertom, že nejeden vtedajší vedec tento výbuch vo svojich dielach zaznamenal. A o niekoľko storočí neskôr bola na mieste tejto explózie objavená nová hmlovina, ktorá sa neskôr stala známou ako Krabia hmlovina. Z nejakého dôvodu jej tvar pripomínal svojmu objaviteľovi Williamovi Parsonsovi kraba.

A v roku 1968 bol prvýkrát objavený pulzar PSR B0531+21 a práve tento pulzar bol prvým zo všetkých, ktoré vedci identifikovali so zvyškami supernov. Zdrojom pulzovania, posudzujúc prísnejšie, nie je samotná hviezda, ale takzvaná sekundárna plazma, ktorá vzniká v magnetickom poli hviezdy rotujúcej závratnou rýchlosťou. Frekvencia rotácie pulzaru krabej hmloviny je 30-krát za sekundu.

Objav, ktorý nezapadá do rámca moderných teórií

Ale tento pulzar prekvapuje nielen svojou jasnosťou a frekvenciou. Nedávno sa zistilo, že PSR B0531+21 vyžaruje rádioaktívne lúče v rozsahu, ktorý presahuje hranicu 100 miliárd voltov. Toto číslo je miliónkrát vyššie ako žiarenie používané v lekárskych zariadeniach a je tiež desaťkrát vyššie ako hodnota opísaná v modernej teórii gama žiarenia. Martin Schroeder, americký astronóm, to hovorí takto: „Ak by ste sa len pred dvoma rokmi opýtali akéhokoľvek astrofyzika, či je možné tento druh žiarenia zistiť, dostali by ste jednoznačné „nie“. Jednoducho neexistuje žiadna taká teória, ktorá by vyhovovala skutočnosti, ktorú sme objavili.“

Čo sú pulzary a ako vznikli: záhada astronómie

Vďaka štúdiám pulzaru Krabia hmlovina majú vedci predstavu o povahe týchto tajomných vesmírnych objektov. Teraz si môžete viac-menej jasne predstaviť, čo je pulzar. Ich výskyt sa vysvetľuje tým, že v záverečnej fáze ich vývoja niektoré hviezdy explodujú a zablikajú obrovským ohňostrojom – zrodí sa supernova. Od obyčajných hviezd ich odlišuje sila ich vzplanutia. Celkovo sa v našej Galaxii vyskytne asi 100 takýchto erupcií za rok. Len za pár dní supernova zvýši svoju svietivosť niekoľko miliónov krát.

Na mieste výbuchov supernov sa bez výnimky objavujú všetky hmloviny, ale aj pulzary. Pulzary však nemožno pozorovať vo všetkých pozostatkoch tohto typu nebeského telesa. To by nemalo zmiasť milovníkov astronómie - koniec koncov, pulzar je možné pozorovať iba vtedy, ak sa nachádza pod určitým uhlom rotácie. Okrem toho pulzary vďaka svojej povahe „žijú“ dlhšie ako hmloviny, v ktorých sa tvoria. Vedci stále nedokážu presne určiť dôvody, ktoré spôsobujú, že ochladená a zdanlivo dávno mŕtva hviezda sa stáva zdrojom silného rádiového vyžarovania. Napriek množstvu hypotéz budú musieť astronómovia v budúcnosti na túto otázku odpovedať.

Pulzary s najkratšou dobou rotácie

Pravdepodobne tých, ktorí sa zaujímajú o to, čo je pulzar a aké najnovšie správy od astrofyzikov o týchto nebeských objektoch, bude zaujímať celkový počet doteraz objavených hviezd tohto druhu. Dnes vedci poznajú viac ako 1300 pulzarov. Navyše obrovské množstvo - asi 90% - týchto hviezd pulzuje v rozsahu od 0,1 do 1 sekundy. Existujú dokonca pulzary s ešte kratšími periódami – nazývajú sa milisekundy. Jednu z nich objavili astronómovia v roku 1982 v súhvezdí Vulpecula. Jeho rotácia bola iba 0,00155 sekundy. Schematické znázornenie pulzaru zahŕňa os rotácie, magnetické pole a rádiové vlny.

Takéto krátke periódy rotácie pulzarov slúžili ako hlavný argument v prospech predpokladu, že svojou povahou ide o rotujúce neutrónové hviezdy (pulzar je synonymom pre výraz „neutrónová hviezda“). Koniec koncov, nebeské teleso s takouto dobou rotácie musí byť veľmi husté. Výskum týchto objektov stále prebieha. Vedci, ktorí sa dozvedeli, čo sú neutrónové pulzary, sa nezastavili pri skôr objavených skutočnostiach. Koniec koncov, tieto hviezdy boli skutočne úžasné - ich existencia mohla byť možná len za podmienky, že odstredivé sily, ktoré vznikajú v dôsledku rotácie, sú menšie ako gravitačné sily, ktoré viažu hmotu pulzaru.

Rôzne typy neutrónových hviezd

Neskôr sa ukázalo, že pulzary s milisekundovými rotačnými periódami nie sú najmladšie, ale naopak, jedny z najstarších. A pulzary v tejto kategórii mali najslabšie magnetické polia.

Existuje aj typ neutrónovej hviezdy nazývaný röntgenové pulzary. Ide o nebeské telesá, ktoré vyžarujú röntgenové lúče. Patria tiež do kategórie neutrónových hviezd. Rádiové pulzary a hviezdy emitujúce röntgenové žiarenie však pôsobia odlišne a majú odlišné vlastnosti. Prvý pulzar tohto druhu bol objavený v roku 1972

Povaha pulzarov

Keď vedci prvýkrát začali študovať, čo sú pulzary, rozhodli sa, že neutrónové hviezdy majú rovnakú povahu a hustotu ako atómové jadrá. K tomuto záveru došlo, pretože všetky pulzary sa vyznačujú tvrdým žiarením – presne takým, ktoré sprevádza jadrové reakcie. Ďalšie výpočty však umožnili astronómom urobiť iné tvrdenie. Typ kozmického objektu, pulzar, je nebeské teleso, ktoré je podobné obrovským planétam (inak nazývaným „infračervené hviezdy“).

>

V strede galaxie M82 je možné vidieť pulzar (ružový).

Preskúmajte pulzary a neutrónové hviezdy Vesmír: popis a charakteristiky s fotografiami a videami, štruktúra, rotácia, hustota, zloženie, hmotnosť, teplota, vyhľadávanie.

Pulzary

Pulzary Sú to sférické kompaktné objekty, ktorých rozmery nepresahujú hranice veľkého mesta. Prekvapivé je, že pri takomto objeme prevyšujú hmotu Slnka. Používajú sa na štúdium extrémnych stavov hmoty, detekciu planét mimo nášho systému a meranie kozmických vzdialeností. Okrem toho pomohli nájsť gravitačné vlny, ktoré naznačujú energetické udalosti, ako sú supermasívne zrážky. Prvýkrát objavený v roku 1967.

Čo je to pulzar?

Ak hľadáte na oblohe pulzar, zdá sa, že je to obyčajná blikajúca hviezda sledujúca určitý rytmus. V skutočnosti ich svetlo nebliká ani nepulzuje a nevyzerajú ako hviezdy.

Pulzar vytvára dva trvalé úzke lúče svetla v opačných smeroch. Efekt blikania vzniká, pretože sa otáčajú (princíp majáku). V tomto momente lúč dopadne na Zem a potom sa opäť otočí. Prečo sa to deje? Faktom je, že svetelný lúč pulzaru zvyčajne nie je zarovnaný s osou rotácie.

Ak je blikanie generované rotáciou, potom rýchlosť impulzov odráža rýchlosť, ktorou sa pulzar otáča. Celkovo bolo nájdených 2000 pulzarov, z ktorých väčšina rotuje raz za sekundu. Existuje však približne 200 objektov, ktoré stihnú urobiť sto otáčok za rovnaký čas. Najrýchlejšie sa nazývajú milisekundové, pretože ich počet otáčok za sekundu sa rovná 700.

Pulzary nemožno považovať za hviezdy, prinajmenšom za „živé“. Sú to skôr neutrónové hviezdy, ktoré vznikli potom, čo sa masívnej hviezde minie palivo a zrúti sa. V dôsledku toho vzniká silná explózia - supernova a zvyšný hustý materiál sa premení na neutrónovú hviezdu.

Priemer pulzarov vo vesmíre dosahuje 20-24 km a ich hmotnosť je dvakrát väčšia ako Slnko. Pre predstavu, kúsok takéhoto predmetu o veľkosti kocky cukru bude vážiť 1 miliardu ton. To znamená, že niečo ťažké ako Everest sa vám zmestí do ruky! Je pravda, že existuje ešte hustejší objekt - čierna diera. Najhmotnejší dosahuje 2,04 hmotnosti Slnka.

Pulzary majú silné magnetické pole, ktoré je 100 miliónov až 1 kvadriliónkrát silnejšie ako to pozemské. Aby neutrónová hviezda začala vyžarovať svetlo ako pulzar, musí mať správny pomer intenzity magnetického poľa a rýchlosti rotácie. Stáva sa, že lúč rádiových vĺn nemusí prejsť zorným poľom pozemného ďalekohľadu a zostane neviditeľný.

Rádiové pulzary

Astrofyzik Anton Biryukov o fyzike neutrónových hviezd, spomalení rotácie a objave gravitačných vĺn:

Prečo sa pulzary otáčajú?

Pomalosť pulzaru je jedna otáčka za sekundu. Tie najrýchlejšie zrýchľujú na stovky otáčok za sekundu a nazývajú sa milisekundy. Proces rotácie nastáva, pretože hviezdy, z ktorých vznikli, sa tiež otáčali. Aby ste však dosiahli túto rýchlosť, potrebujete ďalší zdroj.

Výskumníci sa domnievajú, že milisekundové pulzary vznikli ukradnutím energie susedovi. Môžete si všimnúť prítomnosť cudzorodej látky, ktorá zvyšuje rýchlosť otáčania. A to nie je dobré pre zraneného spoločníka, ktorého by jedného dňa mohol pulzar úplne pohltiť. Takéto systémy sa nazývajú čierne vdovy (podľa nebezpečného druhu pavúka).

Pulzary sú schopné vyžarovať svetlo v niekoľkých vlnových dĺžkach (od rádiových po gama lúče). Ale ako to robia? Vedci zatiaľ nevedia nájsť presnú odpoveď. Predpokladá sa, že za každú vlnovú dĺžku je zodpovedný samostatný mechanizmus. Lúče podobné majákom sú vyrobené z rádiových vĺn. Sú jasné a úzke a pripomínajú koherentné svetlo, kde častice tvoria sústredený lúč.

Čím rýchlejšia rotácia, tým slabšie je magnetické pole. Ale rýchlosť rotácie je dostatočná na to, aby vyžarovali lúče tak jasné ako pomalé.

Počas rotácie magnetické pole vytvára elektrické pole, ktoré môže uviesť nabité častice do mobilného stavu (elektrický prúd). Oblasť nad povrchom, kde dominuje magnetické pole, sa nazýva magnetosféra. Tu sa nabité častice urýchľujú na neuveriteľne vysoké rýchlosti v dôsledku silného elektrického poľa. Pri každom zrýchlení vyžarujú svetlo. Zobrazuje sa v optickom a röntgenovom rozsahu.

A čo gama lúče? Výskum naznačuje, že ich zdroj by sa mal hľadať inde v blízkosti pulzaru. A budú pripomínať ventilátor.

Hľadajte pulzary

Rádiové teleskopy zostávajú hlavnou metódou hľadania pulzarov vo vesmíre. V porovnaní s inými objektmi sú malé a slabé, takže musíte naskenovať celú oblohu a postupne sa tieto objekty dostanú do objektívu. Väčšina z nich bola nájdená pomocou observatória Parkes v Austrálii. Od roku 2018 bude k dispozícii veľa nových údajov z antény Square Kilometer Array Antenna (SKA).

V roku 2008 bol vypustený teleskop GLAST, ktorý našiel 2050 pulzarov vyžarujúcich gama žiarenie, z toho 93 milisekúnd. Tento ďalekohľad je neuveriteľne užitočný, pretože skenuje celú oblohu, zatiaľ čo iné zvýrazňujú iba malé oblasti pozdĺž roviny.

Nájsť rôzne vlnové dĺžky môže byť náročné. Faktom je, že rádiové vlny sú neuveriteľne silné, ale nemusia jednoducho spadnúť do šošovky ďalekohľadu. Ale gama žiarenie sa šíri po väčšej časti oblohy, ale má horšiu jasnosť.

Vedci teraz vedia o existencii 2 300 pulzarov nájdených prostredníctvom rádiových vĺn a 160 prostredníctvom gama lúčov. Existuje aj 240 milisekúnd pulzarov, z ktorých 60 produkuje gama lúče.

Použitie pulzarov

Pulzary nie sú len úžasné vesmírne objekty, ale aj užitočné nástroje. Vyžarované svetlo môže veľa povedať o vnútorných procesoch. To znamená, že výskumníci sú schopní pochopiť fyziku neutrónových hviezd. Tlak v týchto objektoch je taký vysoký, že správanie hmoty sa líši od bežného. Podivný obsah neutrónových hviezd sa nazýva „nukleárna pasta“.

Pulzary prinášajú mnohé výhody vďaka presnosti ich pulzov. Vedci poznajú konkrétne objekty a vnímajú ich ako kozmické hodiny. Takto sa začali objavovať špekulácie o prítomnosti iných planét. V skutočnosti prvá nájdená exoplanéta obiehala okolo pulzaru.

Nezabudnite, že pulzary sa počas „žmurkania“ naďalej pohybujú, čo znamená, že ich možno použiť na meranie kozmických vzdialeností. Boli tiež zapojení do testovania Einsteinovej teórie relativity, ako sú momenty s gravitáciou. Ale pravidelnosť pulzovania môže byť narušená gravitačnými vlnami. Toto bolo zaznamenané vo februári 2016.

Pulzárne cintoríny

Postupne sa všetky pulzary spomaľujú. Žiarenie je poháňané magnetickým poľom vytvoreným rotáciou. V dôsledku toho tiež stráca svoju silu a prestáva vysielať lúče. Vedci nakreslili špeciálnu čiaru, kde je možné pred rádiovými vlnami stále detekovať gama lúče. Akonáhle pulzar klesne nižšie, je odpísaný na cintoríne pulzaru.

Ak sa pulzar vytvoril zo zvyškov supernovy, potom má obrovskú energetickú rezervu a vysokú rýchlosť rotácie. Príkladom je mladý objekt PSR B0531+21. V tejto fáze môže zostať niekoľko stoviek tisíc rokov, po ktorých začne strácať rýchlosť. Pulzary stredného veku tvoria väčšinu populácie a produkujú iba rádiové vlny.

Pulzar však môže predĺžiť svoju životnosť, ak je v blízkosti satelit. Potom vytiahne svoj materiál a zvýši rýchlosť otáčania. Takéto zmeny môžu nastať kedykoľvek, a preto je pulzar schopný znovuzrodenia. Takýto kontakt sa nazýva nízkohmotný röntgenový binárny systém. Najstaršie pulzary sú milisekundové. Niektoré dosahujú miliardy rokov.

Neutrónové hviezdy

Neutrónové hviezdy- dosť záhadné objekty, prevyšujúce slnečnú hmotnosť 1,4-krát. Rodia sa po výbuchu väčších hviezd. Poďme bližšie spoznať tieto formácie.

Keď exploduje hviezda 4-8 krát hmotnejšia ako Slnko, jadro s vysokou hustotou zostane a pokračuje v kolapse. Gravitácia tak silno tlačí na materiál, že spôsobuje, že protóny a elektróny sa spoja a stanú sa neutrónmi. Takto sa rodí neutrónová hviezda s vysokou hustotou.

Tieto masívne objekty môžu dosiahnuť priemer iba 20 km. Aby ste mali predstavu o hustote, len jedna naberačka materiálu neutrónovej hviezdy by vážila miliardu ton. Gravitácia na takýto objekt je 2 miliardy krát silnejšia ako na Zemi a sila je dostatočná na gravitačnú šošovku, čo umožňuje vedcom vidieť zadnú časť hviezdy.

Šok z explózie zanechá impulz, ktorý spôsobí, že sa neutrónová hviezda roztočí a dosiahne niekoľko otáčok za sekundu. Hoci dokážu zrýchliť až 43 000-krát za minútu.

Hraničné vrstvy v blízkosti kompaktných objektov

Astrofyzik Valery Suleymanov o vzniku akrečných diskov, hviezdneho vetra a hmoty okolo neutrónových hviezd:

Vnútro neutrónových hviezd

Astrofyzik Sergej Popov o extrémnych stavoch hmoty, zložení neutrónových hviezd a metódach štúdia vnútra:

Keď je neutrónová hviezda súčasťou binárneho systému, kde vybuchla supernova, obraz je ešte pôsobivejší. Ak má druhá hviezda nižšiu hmotnosť ako Slnko, stiahne hmotnosť spoločníka do „laloku Roche“. Toto je sférický oblak materiálu obiehajúci okolo neutrónovej hviezdy. Ak bol satelit 10-krát väčší ako hmotnosť Slnka, potom je prenos hmoty tiež upravený, ale nie je taký stabilný. Materiál prúdi pozdĺž magnetických pólov, zahrieva sa a vytvára röntgenové pulzácie.

Do roku 2010 bolo nájdených 1800 pulzarov pomocou rádiovej detekcie a 70 pomocou gama žiarenia. Niektoré exempláre mali dokonca planéty.

Typy neutrónových hviezd

Niektorí predstavitelia neutrónových hviezd majú výtrysky materiálu prúdiaceho takmer rýchlosťou svetla. Keď preletia okolo nás, blikajú ako svetlo majáka. Z tohto dôvodu sa nazývajú pulzary.