Вращающаяся нейтронная звезда может в этом случае рассматриваться как рентгеновский пульсар, а вещество, которое продолжает падать в нее, ускоряет вращение.
Пульсары и нейтронные звезды
Сколлапсировавшая звезда размером с город породила луч материи и антиматерии, простирающийся на десятки триллионов километров. Открытие этого объекта может помочь объяснить присутствие позитронов античастиц электронов , обнаруженных в галактике Млечный Путь и здесь, на Земле. Важное открытие Хотя ученые теоретически знают, что такое антиматерия, они до сих пор не понимают, откуда она взялась в нашей Галактике.
Несколько лет назад инженеры достигли в своей установке 1200 Тесла, но такое значение удалось продержать не более 100 микросекунд. Само собой разумеется, что возникновение магнитного поля 1,6 млрд Тесла возможно только в случае массивных объектов, втиснутых в невероятные объемы и вращающихся так быстро, чтобы разгонять электроны до умопомрачительных скоростей. Такие пульсары, как Swift J0243.
Обнаружить это явление астрофизикам удалось после проведения детальной «томографии» системы.
Для этого были сделаны рентгеновские снимки «космического пациента» с десяти ракурсов, и только на одном из них был обнаружен дефицит излучения на энергии около 10 кэВ, что соответствует напряженности магнитного поля 1012 Гаусс. Напомним, что самые сильные магнитные поля на Солнце, наблюдаемые в пятнах, достигают нескольких тысяч Гаусс. Полученный результат был настолько необычен, что российские исследователи обратились к американским коллегам с предложением провести дополнительные наблюдения, которые бы подтвердили первоначальные выводы. Неоднородности в структуре магнитного поля как обычных, так и нейтронных звезд теоретически были предсказаны и ранее, но открытие российских астрофизиков впервые представило доказательства того, что магнитное поле нейтронной звезды имеет существенно более сложную структуру, чем считалось ранее. Причём она может сохраняться достаточно продолжительное время. Один из авторов открытия Александр Анатольевич Лутовинов, заместитель директора по научной работе ИКИ РАН отметил: «Одним из фундаментальных вопросов образования и эволюции нейтронных звезд является структура их магнитных полей.
С одной стороны, в процессе коллапса должна сохраняться дипольная структура звезды-прародительницы, с другой, мы знаем, что даже у нашего Солнца есть локальные неоднородности магнитного поля, что, например, проявляется в солнечных пятнах. Похожие структуры предсказываются теоретически и в случае нейтронных звезд. Это очень здорово — впервые увидеть их в реальных данных.
Понаблюдав за открытой звездой, ученые поняли, что когда "переродившаяся" звезда исчерпает все запасы углерода и кислорода, она сожмется еще сильнее, что приведет к рождению тусклой сверхновой и небольшой нейтронной звезды.
Причем это должно произойти в ближайшее время. Возможно, что человечество станет свидетелем этого знаменательного события, заключили астрономы. Ранее в Млечном пути отыскали звезду-пришельца.
Пульсары и нейтронные звезды
Обычно, «раскручивая» миллисекундный пульсар за счет собственного вещества, звезда преобразовывается в белый карлик — маленькую компактную «перегоревшую» звезду. Диаметр компаньона PSR J1719-1438 составляет не более 60 тысяч километров, иначе на столь близком расстоянии его бы «разорвал» пульсар. Однако при таком диаметре, примерно в пять раз большем, чем диаметр Земли, масса объекта близка к массе Юпитера. Таким образом, его плотность должна составлять около 23 грамма на кубический сантиметр — то есть, он в несколько десятков раз плотнее газового гиганта и по своей плотности сравним, к примеру, с платиной. По мнению ученых, такая комбинация параметров означает, что вещество «звезды-планеты» представляет собой кристалл — другими словами, данный объект похож на огромный алмаз.
Моменты таких вспышек — идеальное время для исследования физических свойств системы. Проблема заключается в том, что такие вспышки происходят довольно редко, и их невозможно достоверно прогнозировать. Поэтому, когда случаются такие события, необходимо оперативно организовать наблюдения на космических обсерваториях. Они исследовали энергетический спектр звезды — зависимость интенсивности излучения от энергии частоты испускаемых фотонов и обнаружили так называемое циклотронное поглощение. Циклотронная частота — частота обращения заряженной частицы в данном случае электрона в магнитном поле. В зависимости от условий на этой частоте может наблюдаться либо дополнительное излучение, либо дополнительное поглощение. Именно последнее и обнаружено в спектрах рентгеновских пульсаров, позволяя напрямую измерять их магнитные поля. Само по себе это не ново, и такие особенности спектров в настоящий момент известны у трех десятков пульсаров. Уникальность сделанного российскими исследователями открытия состоит в том, что в данном случае эта особенность проявляет себя только тогда, когда нейтронная звезда повернута к наблюдателю определенным образом. Возможно, эта звезда станет родоначальником нового семейства пульсаров.
Аккреционный диск состоит из вещества, вытянутого из соседней с пульсаром звезды. Эта материя, приближаясь к пульсару и начиная накапливаться, нагревается солнечным ветром. Материя начинает светиться в рентгеновских, ультрафиолетовых и видимых лучах, а горячий светящийся материал — это то, что астрономы называют «высоким режимом» пульсара. В конце концов, однако, происходит процесс, в результате которого вещество выбрасывается при высоких энергиях, уходя перпендикулярно аккреционному диску в направлении струй пульсара. Это сильное изгнание приводит к тому, что пульсар возвращается в свой «низкий режим», удаляя нагретый материал из своей окрестности. Затем цикл повторяется.
Взрыв произошел около 40000 лет назад, за это время разлетающееся вещество заняло участок неба в 36 раз больше площади полной Луны! Настоящие размеры туманности составляют впечатляющие 160 световых лет, а расстояние до нее оценивается в 3000 св. Отличительная особенность объекта — длинные изогнутые газовые волокна, давшие туманности название Спагетти. Крабовидная туманность или М1 по каталогу Ш. Мессье — один из самых известных космических объектов. Дело здесь не в ее яркости или особой красоте, а в той роли, которую Крабовидная туманность сыграла в истории науки. Туманность представляет собой остаток от вспышки сверхновой звезды, произошедшей в 1054 году. Упоминания о появлении в этом месте очень яркой звезды сохранились в китайских хрониках. Знаменитый объект Кассиопея А, самый яркий источник радиоизлучения на небе. Это остаток сверхновой, вспыхнувшей около 1667 года в созвездии Кассиопеи. Странно, но никаких упоминаний о яркой звезде в анналах второй половины XVII века мы не находим. Вероятно, в оптическом диапазоне ее излучение было сильно ослаблено межзвездной пылью. В результате последней наблюдавшейся сверхновой в нашей галактике остается по-прежнему сверхновая Кеплера. Крабовидная туманность получила известность в 1758 году, когда астрономы ожидали возвращение кометы Галлея.
Обнаружена уникальная нейтронная звезда
Это связано с тем, полагают исследователи, что электроны достигают конца магнитосферы пульсара, больше не испытывают ускорения и не могут приобрести дополнительную энергию. Но чувствительные детекторы H. Это почти в 200 раз больше, чем любое излучение, которое фиксировалось от пульсара в Парусах ранее. Высокоэнергетичное излучение от пульсара в Парусах Пульсары — это остатки звезд, которые взорвались сверхновой.
После такой вспышки остается крошечная мертвая звезда диаметром около 20 км, вращающаяся чрезвычайно быстро и обладающая огромным магнитным полем. Пульсары почти полностью состоят из нейтронов и отличаются сверхвысокой плотностью: чайная ложка материала весит свыше 5 млрд т. Пульсары действуют как «космические маяки»: луч электромагнитного излучения движется по окружности периодически, проходя через Солнечную систему.
Таким образом, мы знаем, что это не просто переходный радиовсплеск. Судя по наблюдениям, этот объект, скорее всего, является туманностью пульсарного ветра. Когда нейтронная звезда вращается, ее магнитное поле и энергетические лучи проносятся через окружающую туманность, заставляя газ в ней ионизироваться и излучать радиоизлучение. Значит, где-то между 1998 и 2018 годами появилась эта нейтронная звезда. Объект стал виден в VLA где-то между этими двумя датами. На первый взгляд, VT 1137-0337 не более двадцати лет, но он может быть немного старше. Возможно, нейтронная звезда существовала уже в 1998 году, но окружающая туманность была еще достаточно плотной, чтобы заблокировать радиоизлучение. Но учитывая скорость, с которой остатки сверхновых расширяются, туман должен был рассеяться в течение 60-80 лет, то есть даже по самым старым оценкам возраст объекта составляет десятилетия, а не века или тысячелетия.
Уникальность пульсара отметила и его ученый-первооткрыватель — Маниша Калеб. Он, можно сказать, находится на «кладбище нейтронных звезд» и уже не должен испускать радиоимпульсы. Это как звезда-зомби», — отметила исследователь. Такое определение звезде она дала, потому при «старении» пульсары теряют скорость оборотов.
Земляне смогут увидеть, как на небе начинает появляться новая звезда. Звезда в созвездии Северной Короны находится от Земли довольно близко — на расстоянии всего 3000 световых лет.
«Чандра» показала 22 года жизни пульсара в Крабовидной туманности
В 1056 году звезда погасла, оставшись лишь на страницах древних хроник, тем не менее сама погибшая массивная звезда продолжала эволюцию, образовав газообразную туманность. Пока пульсар «питается» веществом соседней звезды, он на время затухает, а затем активируется, выбрасывая излишки материи в открытый космос. В ее центре — нейтронная звезда-пульсар, образовавшаяся в результате вспышки сверхновой.
Газета «Суть времени»
- Популярное
- Что такое нейтронные звезды?
- Открыт рекордсмен Галактики по вращению среди пульсаров
- Важное открытие
- "Невозможную звезду" нашли в созвездии Кассиопеи
Видео: 22 года наблюдений телескопа «Чандра» за нейтронными звёздами.
Теоретически, пульсары создаются, когда звезды коллапсируют и становятся такими плотными, что протоны и электроны в молекулах под огромным давлением объединяются в нейтроны. Звезда Swift J1818.0-1607 может оказаться «недостающим звеном» между магнитарами и пульсарами. Если пульсар поглотил значительное количество массы звезды, его называют черной вдовой, но если масса спутника больше 0,1 массы Солнца, его называют красноспинным. Международная команда астрономов обнаружила белый карликовый пульсар, который считается одной из самых редких звезд в нашей галактике. Международная команда астрономов обнаружила белый карликовый пульсар, который считается одной из самых редких звезд в нашей галактике.
Обнаружена одна из самых редких звезд в нашей галактике
Но в двойной системе он может вновь «раскрутиться», захватывая вещество у звезды-компаньона — подобные пульсары называются миллисекундными, поскольку они делают один оборот за несколько миллисекунд. Миллисекундный пульсар PSR J1719-1438 в созвездии Змеи в 4 тысячах световых лет от Земли астрономы обнаружили с помощью австралийского радиотелескопа Паркс. Период обращения пульсара составляет 5,7 миллисекунды, он в 1,4 раза массивнее Солнца, при этом его диаметр составляет всего лишь 20 километров. Исследования британского телескопа Ловелла и телескопа обсерватории Кека на Гавайях показали, что новый пульсар — часть двойной системы с периодом обращения около двух часов.
Дистанция между пульсаром и его компаньоном составляет около 600 тыс.
Хотите понять, что такое нейтронные звёзды? LIFE разбирался, почему они "нейтронные", почему их ещё называют пульсарами и откуда такие странные звёзды берутся в космосе.
Так происходит, когда эта массивная звезда "умирает", а вернее, просто завершает свой основной эволюционный этап. А почему звезда "умирает": потому что в ядре заканчивается водород для термоядерных реакций. Только эти процессы и были в состоянии противостоять гравитации, которая без них обязательно заставит ядро сжиматься до самого последнего возможного предела.
Оно сжимается, а от этого раскаляется, представьте себе, даже гораздо больше, чем от термоядерного синтеза. Поэтому оболочка звезды и раздувается, а в конце концов сбрасывается. От перегрева.
Молодой пульсар расположен в одном из древних шаровых звездных скоплений галактики Андромеды, указывая, что в прошлом оно само было карликовой галактикой. Самый медленный рентгеновский пульсар обнаружен в одном из шаровых звездных скоплений в галактике Андромеды. Этот объект представляет собой маленькую, но очень плотную нейтронную звезду, которая стягивает вещество со звезды-компаньона. Падающий газ образует горячее и яркое пятно на поверхности пульсара, которое создает эффект пульсаций света наподобие маяка, поскольку нейтронная звезда совершает оборот каждые 1,2 секунды. Иллюстрация А. Массивные молодые звезды погибают, взрываясь яркими сверхновыми. При этом их внешние оболочки отбрасываются, а ядро сжимается, превращаясь обычно в компактную и сверхплотную нейтронную звезду. Сильно намагниченные, они быстро вращаются, делая сотни оборотов в секунду, однако теряют энергию вращения и замедляются, испуская узкие потоки частиц.
Они создают направленное радиоизлучение, которое периодически может устремляться на Землю, создавая эффект регулярно пульсирующего источника, чаще всего миллисекундного. Образовав с ней устойчивую пару, нейтронная звезда начинает перетягивать ее вещество, образуя вокруг себя раскаленный аккреционный диск.
Она как бы пульсирует, отсюда и название таких объектов. Белые карлики представляют собой похожие "звездные остатки". Это ядра мертвых звезд с массой менее восьми масс Солнца. Они менее плотны, чем нейтронные звезды, и имеют больший радиус. Еще несколько лет назад считалось, что они не превращаются в пульсары.
Однако в 2016 году астрономы обнаружили необычный объект, который и был назван белым карликовым пульсаром. Это был первый такой объект в истории наблюдений, он получил название AR Scorpii. Теперь же базу данных пополнила информация о втором таком объекте.
В сторону Земли со скоростью более 2 миллионов километров в час летит нейтронная звезда
Пульсар (нейтронная звезда) Вела представляет собой крошечное космическое тело приблизительно 12 км в диаметре. Реактивный двигатель пульсара в созвездии Парусов Сомнения в существовании планеты у пульсара PSR 1257+12. На художественном изображении пульсар PSR J1023+0038 крадёт вещество у своей звезды-компаньона. Это вещество накапливается в диске вокруг пульсара. Материя этой звезды перетягивается на пульсар, вызывая ускорение его вращения, по мере чего вокруг пульсара формируется тонкий диск звездного вещества, который постепенно. Пульсар Пульсар – это объект появившийся, когда массивная звезда окончила свой путь, путём взрыва сверхновой. PSR J0952-0607, так называемый миллисекундный пульсар, уничтожил и поглотил почти всю массу своего звездного компаньона и в процессе превратился в самую.
Обнаружена самая массивная нейтронная звезда
Степень и угол поляризации менялись в зависимости от фазы вращения пульсара, что позволило измерить позиционный угол вращения объекта и наклон магнитного поля, которая является ключевой величиной для моделирования излучения пульсара. Моделирование показало, что наблюдаемые поляриметрические характеристики системы с точки зрения наблюдателя с Земли соответствуют смещению оси вращения пульсара относительно углового момента его орбиты в двойной системе на 20 градусов. Это является убедительным признаком прецессии нейтронной звезды, когда ось вращения меняет свое положение в пространстве.
Таким образом, это наиболее массивная из обнаруженных нейтронных звезд. Теперь астрономы, вероятно, смогут установить границу массы, при которой начинается коллапсирование нейтронной звезды. Для невращающихся нейтронных звезд она оценивается в 2,01-2,16 масс Солнца, но у вращающихся может быть заметно выше. В июле китайские специалисты с помощью орбитальной рентгеновской обсерватории Hard X-ray Modulation Telescope «телескоп для работы с жёстким рентгеновским излучением» напрямую измерили магнитное поле пульсара J0243. Оно оказалось самым сильным магнитным полем из всех найденных во Вселенной путём прямых измерений.
LIFE разбирался, почему они "нейтронные", почему их ещё называют пульсарами и откуда такие странные звёзды берутся в космосе. Так происходит, когда эта массивная звезда "умирает", а вернее, просто завершает свой основной эволюционный этап. А почему звезда "умирает": потому что в ядре заканчивается водород для термоядерных реакций. Только эти процессы и были в состоянии противостоять гравитации, которая без них обязательно заставит ядро сжиматься до самого последнего возможного предела. Оно сжимается, а от этого раскаляется, представьте себе, даже гораздо больше, чем от термоядерного синтеза.
Поэтому оболочка звезды и раздувается, а в конце концов сбрасывается. От перегрева. Скажем, когда знаменитая "умирающая" Бетельгейзе которая весит 15—17 Солнц наконец попрощается с нами великолепным взрывом сверхновой, то есть сбросит перегретую и раздутую оболочку, её ядро, скорее всего, как раз станет нейтронной звездой.
Ядерные реакции в недрах таких звезд протекают с образованием нейтронов, а потому такие звезды называются нейтронными. Эти звезды обладают чрезвычайно сильным магнитным полем, они вращаются с большой скоростью, совершая вокруг своей оси до нескольких десятков оборотов в секунду. Такое быстрое вращение магнитного поля, происходящее вместе с вращением звезды, сильно ускоряет и частицы материи, вылетающие с поверхности небесного тела. Ускоренные частицы, в свою очередь, излучают электромагнитные волны, которые расходятся в противоположные стороны в виде двух узконаправленных пучков. Скорость вращения пульсаров как правило заметно снижается на протяжении тысячелетий. Однако среди них есть и особенные, скорость вращения которых не затухает, а наоборот достигает нескольких сотен оборотов в секунду.