Що таке пульсар: визначення, особливості та різні факти

Пульсари були виявлені абсолютно випадково в середині 60-х років ХХ століття. Це сталося під час спостережень за допомогою радіотелескопа, який спочатку був призначений для того, щоб вивчати різні мерехтливі джерела в незвіданих глибинах космосу. Що ж це космічні об «єкти?

Відкриття пульсарів британськими дослідниками

Група вчених — Джослін Белл, Ентоні Х’юїс та інші — проводили дослідження в Кембриджському університеті. Ці імпульси надходили з періодичністю в 0,3 сек., а їх частота становила 81,5 МГц. Тоді астрономи ще не задумувалися про те, що таке пульсар насправді і яка його природа. Перше, на що вони звернули увагу — це на дивовижну періодичність виявлених ними «» послань «». Адже звичайні мерехтіння відбувалися в хаотичному режимі. Серед учених навіть виникло припущення про те, що ці сигнали є свідченням намагається достукатися до людства позаземної цивілізації. Для їх позначення було введено назву LGM — це англійське скорочення означало little green men («маленькі зелені чоловічки» «). Дослідники почали робити серйозні спроби для того, щоб розшифрувати загадковий «код» «, і для цього залучалися імениті фахівці-дешифрувальники з усієї планети. Однак їхні спроби не увінчалися успіхом.

Протягом наступних трьох років астрономи виявили ще 3 подібних джерела. І тоді-то вчені зрозуміли, що таке пульсар. Він виявився ще одним об’єктом Всесвіту, ніякого відношення не має до інопланетних цивілізацій. Саме тоді пульсари і отримали свою назву. За їх відкриття вчений Ентоні Х’юіш був удостоєний Нобелівської премії з фізики.

Що представляють собою нейтронні зірки?

Але незважаючи на те, що відкриття це відбулося досить давно, багатьох досі цікавить відповідь на питання «» що таке пульсар «». Це не дивно, адже не кожен може похвалитися, що в його школі чи університеті астрономія викладалася на вищому рівні. Відповідаємо на питання: пульсар — це нейтронна зірка, яка утворюється після того, як відбувається спалах наднової зірки. А так постійність пульсації, яка здивувала свого часу, може бути легко пояснена — причиною її є стабільність обертання цих нейтронних зірок.

В астрономії пульсари позначаються чотиризначним числом. Причому перші дві цифри назви позначають годинник, а наступні дві — хвилини, в які відбувається пряме сходження імпульсу. А попереду цифр ставляться дві латинські літери, в яких кодується місце відкриття. Найперший з усіх відкритих пульсарів отримав назву СР 1919 (або «Кембриджський пульсар»).

Квазари

Що таке пульсари і квазари? Ми вже розібралися з тим, що пульсари є найпотужнішими радіоджерелами, випромінювання яких зосереджується в окремо взятих імпульсах певної частоти. Квазари також є одними з найцікавіших об’єктів у всьому Всесвіті. Вони також є надзвичайно яскравими — перевершують за своєю потужністю загальну силу випромінювання галактик, які подібні до Чумацького Шляху. Квазари були виявлені астрономами як об’єкти, що володіють великим червоним зміщенням. Згідно з однією з поширених теорій, квазари — це галактики на початковому етапі свого розвитку, всередині яких знаходиться надмасивна чорна діра.

Найяскравіший пульсар в історії

Одним з найзнаменитіших таких об’єктів Всесвіту є пульсар у Крабовидній туманності. Дане відкриття показує, що пульсар — це один з найдивовижніших об’єктів у всьому Всесвіті.

Вибух нейтронної зірки в нинішній Крабовидній туманності був настільки потужним, що це навіть не може вписатися в сучасну теорію астрофізики. У 1054 році н. е. на небосхилі засяяла нова зірка, яка в наші дні отримала назву SN 1054. Вибух її спостерігався навіть у денний час, що було засвідчено в історичних хроніках Китаю та арабських країн. Цікаво, що Європа не помітила цього вибуху — тоді суспільство було настільки поглинене розглядами між папою римським і його легатом, кардиналом Гумбером, що жоден вчений того часу не зафіксував цього вибуху в своїх роботах. А через кілька століть на місці цього вибуху було виявлено нову туманність, що згодом отримала назву Крабовидної. Її першовідкривачеві, Вільяму Парсонсу, вона чомусь за своєю формою нагадала краба.

А в 1968 році вперше був виявлений пульсар PSR B0531 + 21, і саме цей пульсар був першим з усіх, які вчені ототожнили з залишками від наднової зірки. Джерелом пульсації, якщо судити більш строго, є не сама зірка, а так звана вторинна плазма, яка утворюється в магнітному полі обертається з шаленою швидкістю зірки. Частота обертання пульсара Крабовидної туманності становить 30 разів на одну секунду.

Відкриття, яке не вписується в рамки сучасних теорій

Але цей пульсар дивовижний не тільки своєю яскравістю і частотою. Нещодавно було виявлено, що PSR B0531 + 21 випускає радіоактивні промені в діапазоні, який перевищує позначку в 100 млрд вольт. Це число в мільйони разів перевершує те випромінювання, яке використовується в медичному обладнанні, а також воно в десять разів вище, ніж те значення, яке описується в сучасній теорії гамма-променів. Мартін Шредер, американський астроном, говорить про це так: «Якби всього лише два роки тому ви поставили будь-якому астрофізику питання про те, чи може бути виявлено такого роду випромінювання, ви б отримали однозначне» «ні» «. Такої теорії, в яку може вкластися відкритий нами факт, просто не існує «.

Що таке пульсари і як вони утворилися: загадка астрономії

Завдяки дослідженням пульсара Крабовидної туманності, вчені мають уявлення про природу цих загадкових об’єктів космосу. Тепер можна більш-менш чітко уявляти собі, що таке пульсар. Їх виникнення пояснюється тим, що на фінальній стадії своєї еволюції деякі зірки вибухають і спалахують величезним феєрверком — відбувається народження наднової зірки. Від звичайних зірок їх відрізняє потужність спалаху. Всього в нашій Галактиці відбувається близько 100 таких спалахів на рік. Лише за кілька діб наднова зірка збільшує світність у кілька мільйонів разів.

Усі без винятку туманності, а також пульсари з’являються на місці спалахів наднових зірок. Але спостерігати пульсари можна не у всіх залишках цього типу небесних світил. Це не повинно бентежити любителів астрономії — адже пульсар можна спостерігати тільки в тому випадку, якщо він розташований під певним кутом обертання. Крім того, в силу своєї природи пульсари «живуть» довше, ніж туманності, в яких вони утворюються. Вчені досі не можуть точно визначити ті причини, які змушують гостилу і, здавалося б, давно мертву зірку ставати джерелом потужного радіовипромінювання. Незважаючи на велику кількість гіпотез, відповідь на це питання астрономам належить дати в майбутньому.

Пульсари з найкоротшим періодом обертання

Ймовірно, тим, хто задається питанням про те, що таке пульсар і які останні новини від астрофізиків про ці небесні об’єкти, буде цікаво знати і загальну кількість відкритих на сьогоднішній день зірок такого роду. Сьогодні вченим відомо більш ніж 1 300 пульсарів. Причому величезна кількість — близько 90% — цих зірок пульсують в межах від 0,1 до 1 секунди. Є навіть пульсари з ще меншими періодами — вони носять назву мілісекундних. Один з них виявили астрономи 1982 року в сузір’ї Лисички. Період його обертання становив лише 0,00155 сек. Схематичне зображення пульсара включає в себе вісь обертання, магнітне поле, а також радіохвилі.

Такі короткі періоди обертання пульсарів і послужили головним аргументом на користь припущень про те, що за своєю природою вони являють собою обертові нейтронні зірки (пульсар є синонімом виразу «» нейтронна зірка «»). Адже небесне тіло з таким періодом обертання має бути дуже щільним. Дослідження цих об’єктів тривають досі. Дізнавшись про те, що таке нейтронні пульсари, вчені не зупинилися на відкритих раніше фактах. Адже ці зірки були справді дивовижними — їх існування могло бути можливим виключно за умови, що відцентрові сили, які виникають внаслідок обертання, менше сил тяжіння, які пов’язують речовину пульсара.

Різні види нейтронних зірок

Надалі виявилося, що пульсари з мілісекундними періодами обертання є не наймолодшими, а, навпаки, одними з найстаріших. І у пульсарів цієї категорії були найслабші магнітні поля.

Є також і тип нейтронних зірок, званих рентгенівськими пульсарами. Це такі небесні тіла, які випускають рентгенівське випромінювання. Вони також належать до категорії нейтронних зірок. Однак радіопульсари і зірки, що випромінюють рентгенівське випромінювання, діють по-різному і мають різні властивості. Вперше пульсар такого роду був відкритий в 1972 році в сузір’ї Геркулес.

Природа пульсарів

Коли дослідники тільки почали вивчати, що таке пульсари, то вони вирішили, що нейтронні зірки мають ту ж природу і щільність, що і ядра атомів. Такий висновок був зроблений, оскільки для всіх пульсарів характерне жорстке випромінювання — точно таке ж, яке супроводжує і ядерні реакції. Однак подальші розрахунки дозволили астрономам зробити інше твердження. Тип космічних об’єктів «» пульсар «» — це небесне тіло, яке подібне планетам-гігантам (інакше званим «» інфрачервоними зірками «»).