Что такое пульсары и как они образовались? Описание, фото и видео
Что такое пульсар?
Пульсары – это космические источники радио-, оптического, рентгеновского и/или гамма-излучений, приходящих на Землю в виде периодических всплесков (импульсов).
Пульсар — это маленькая вращающаяся звезда. На поверхности звезды есть участок, который излучает в пространство узконаправленный пучок радиоволн. Наши радиотелескопы принимают это излучение тогда, когда источник повернут в сторону Земли. Звезда вращается, и поток излучения прекращается. Следующий оборот звезды — и мы снова принимаем ее радио послание.
Структура пульсара
Как действует пульсар?
Так же действует маяк с вращающимся фонарем. Издали мы воспринимаем его свет как пульсирующий. То же самое происходит и с пульсаром. Мы воспринимаем его излучение, как пульсирующий с определенной частотой источник радио волнового излучения. Пульсары относятся к семейству нейтронных звезд. Нейтронная звезда — это звезда, которая остается после катастрофического взрыва гигантской звезды.
Как действует пульсар?
Пульсар – нейтронная звезда
Звезда средней величины, например Солнце, размерами в миллион раз превосходит такую планету, как Земля. Гигантские звезды в поперечнике в 10, а иногда и в 1000 раз больше Солнца. Нейтронная звезда — это гигантская звезда, сжатая до размера крупного города. Это обстоятельство и делает поведение нейтронной звезды очень странным. Каждая такая звезда равна по массе гигантской звезде, но эта масса стиснута в чрезвычайно малом объеме. Одна чайная ложка вещества нейтронной звезды весит миллиард тонн.
Как образуются пульсары?
Вот как это происходит. После того как звезда взрывается, ее остатки сжимаются под действием гравитационных сил. Ученые называют этот процесс коллапсом звезды. По мере развития коллапса сила гравитации растет, а атомы вещества звезды все теснее и теснее прижимаются друг к другу. В нормальном состоянии атомы находятся на значительном расстоянии друг от друга, потому что электронные облака атомов взаимно отталкиваются. Но после взрыва гигантской звезды атомы так сильно прижаты и спрессованы, что электроны буквально впрессовываются в ядра атомов.
Жизненный цикл звезд, образование пульсаров
Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Электроны, втиснутые в ядро, реагируют с протонами, и в результате образуются нейтроны. С течением времени все вещество звезды становится гигантским клубком спрессованных нейтронов. Рождается нейтронная звезда.
Когда возникли пульсары?
Ученые полагают, что пульсары звезды существуют с незапамятных времен. Во всяком случае, они были задолго до того, как их открыли. Первые свидетельства их существования получены в ноябре 1967 года, когда несколько радиотелескопов в Англии нащупали в небе неведомый ранее источник излучения. В космосе есть много источников радиоволн. Например, молекулы воды и аммония, дрейфующие в межзвездном пространстве, излучают радиоволны. Эти волны улавливаются тарелочными антеннами радиотелескопов.
Новый источник радиоволн, однако, не был похож на другие. Студентка – старшекурсница Джослин Белл изучала радиоволны, зарегистрированные самописцами радиотелескопа. Она обратила внимание на регулярно повторяющиеся вспышки электромагнитного излучения, которые поступали на антенну телескопа с интервалом в 1,33733 секунды.
Когда новость об открытии Белл стала достоянием широкой публики, то некоторые ученые решили, что Белл приняла послание чужой цивилизации. Несколько месяцев спустя был зарегистрирован другой источник пульсирующего радиоизлучения. Ученые оставили мысль об их искусственном происхождении. Было решено, что эти источники — сверхплотные звезды. Их назвали пульсарами из – за пульсирующего характера излучения. Пульсары оказались теми самыми нейтронными звездами, за которыми ученые уже давно охотились. С тех пор были открыты сотни подобных звезд.
Почему пульсары пульсируют?
Ученые считают, что причина в их быстром вращении. Все звезды, подобно планетам, вращаются вокруг своей оси. Например, Солнце совершает один оборот за один месяц. При уменьшении размера вращающегося тела оно начинает вращаться быстрее. Представьте себе фигуриста, который вращается на льду. Когда он прижимает руки к телу, вращение резко ускоряется. То же происходит со сверхплотными звездами. Пульсар размером с Лос-Анджелес вращается со скоростью один оборот в секунду. Другие пульсары могут вращаться еще быстрее. Пульсары могут вращаться со скоростью до 1000 оборотов в секунду
Схематическое изображение пульсара. Сфера в центре изображения — нейтронная звезда, кривые линии обозначают линии магнитного поля пульсара, голубые конусы — потоки излучения пульсара
В этом вращении и кроется причина пульсирующего излучения. Пульсары окружены сильным магнитным полем. Вдоль силовых линий этого магнитного поля перемещаются протоны и электроны. Как известно, сила магнитного поля возрастает у северного и южного магнитных полюсов. В этих точках скорость перемещения протонов и электронов становится очень большой. При таком разгоне частицы выделяют кванты энергии в диапазоне от рентгеновских лучей до радиоволн. Так как пульсар вращается, а источник излучения вращается вместе с ним, то мы воспринимаем излучение пульсара только в тот момент, когда источник повернут в сторону Земли. Точно так же мы воспринимаем свет маяка с вращающимся фонарем.
Интересное видео о пульсарах
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Откуда наше Солнце мигрировало ?
Звездный дрейф: большинство звезд в нашем Млечном пути сегодня сияют далеко от мест своего рождения – они мигрируют. Теперь астрономы разработали методику, с помощью которой стало возможным реконструировать маршрут такого дрейфа. Благодаря ей, ученым стало ясно, что поначалу Солнце кружилось значительно ближе к галактическому центру. Но затем оно сместилось почти на 2 тысячи световых лет в сторону края галактики. Правда, другие звезды, соседствовавшие с Солнцем, совершили значительно более длинные путешествия.
Солнце возникло не на теперешней своей орбите, по которой оно обращается вокруг галактического центра, а несколько ближе к нему. © NASA/JPL-Caltech/ ESO/R. Hurt
Наш Млечный путь – это весьма динамичное место. Оно засасывает газовые потоки соседних карликовых галактик и даже «ворует» у них звезды. Другие же небесные тела были нашей галактикой «вытолкнуты». Но и по сей день наша галактика произрастает за счет образования новых звезд – она расширяется со скоростью 500 метров в секунду. Примерно десять миллиардов лет назад Млечный путь пережил мощнейшее столкновение, как это недавно выяснили ученые.
Комплексные течения
Проблема: все эти события весьма затрудняют для астрономов изучение ранней истории вселенной и определение место рождения нашего Солнца и других звезд Млечного пути. В принципе, уже давно было известно, что звездообразование в нашей галактике развивается от центра к краям. Но при этом известно также и то, что большинство звезд в течение времени осуществляют далекий дрейф от места, где они были рождены. Поэтому реконструировать такое радиальное движение в деталях представляется задачей чрезвычайно сложной.
И вот теперь Иван Минчев из Института астрофизики имени Лейбница в Потсдаме вместе со своей командой разработал оригинальный метод, позволяющий значительно проще определять происхождение звезд. Для своей «астрономической археологии» они используют, наряду с прочим, элементарный состав звезд и их возраст, чтобы сделать вывод о расстоянии, на котором место их рождения находилось от галактического центра. На примере почти 600 близких к Солнцу звезд и их спектрометрических данных исследователи осуществили тестирование своего метода.
Изнутри наружу, а оттуда еще дальше
Результат показал, что соотношение между содержанием железа и возрастом звезд хорошо отражается в четкой схеме. Эта схема подтверждает, что более старые звезды, как правило, рождались ближе к галактическому центру, а затем на протяжении длительного времени дрейфовали во внешнем направлении. Кроме того, оказалось, что сегодня движение этих звезд можно назвать скорее медленным. «Чем дальше внутри рождались эти звезды, тем более «прохладными» они являются сегодня с кинематической точки зрения», — объясняют исследователи.
Но, как выяснилось в ходе измерений, звезды могут сегодня находиться далеко-далеко от мест своего рождения. Так, сейчас близкие к Солнцу звезды происходят из мест, расположенных практически по всему галактическому диску, говорят астрономы. Что же касается звезд, возраст которых превышает десять миллиардов лет, то они все еще несут на себе отражение эффекта большого галактического столкновения: их движение отличается от движения более молодых звезд.
Близкие к Солнцу звезды и их изначальные места рождения. Слева на рисунке: звезды, окружающие Солнце сегодня. Посередине: возраст + железо. Справа: реконструированные места рождения звезд. Белые точки = старые звезды, черные точки = более молодые звезды. © I. Minchev/ AIP
«Уже само знание мест происхождения этого относительно малого количества звезд, вычисленное с помощью точных измерений, открывает бесценную информацию о прошлом нашего Млечного пути», — говорит Минчев.
Где родилось Солнце?
Но как же выглядит прошлое Солнца – нашего собственного светила? Сегодня оно кружит вокруг галактического центра на расстоянии восьми килопарсеков, что соответствует примерно 26 тысячам световых лет. «Но еще раньше, исходя из металлических свойств, предполагалось, что родилось оно когда-то глубоко внутри своей теперешней галактической орбиты», — объясняют ученые. Но насколько глубже, оценки значительно различались.
Минчев и его коллеги смогли прийти к обоснованному выводу с помощью своей методики: наше Солнце изначально возникло на расстоянии примерно 23 800 световых лет от центра галактики. И на протяжении времени оно сдвинулось в направлении от центра на 2 тысячи световых лет. Но по сравнению со многими своими соседями, Солнце среди звездных путешественников можно причислить к «бегуну на короткие дистанции».
Источник
Как потухнет Солнце?
Солнце, звезда дающая нам жизнь. Нашу звезду относят к малым, ничем не выдающимся небесным телам. Но кое в чём оно слишком особенное, оно слишком круглое, с разницей высоты и ширины не более 10 километров. Каждые звезды рождаются и умирают, у них тоже есть свой жизненный цикл. Солнце, тоже звезда и соответственно тоже имеет свой жизненный цикл. Разберёмся, как же потухнет наше Солнце?
Стоит сразу определить что типов звёзд существует многое количество, такие как пульсары, белые карлики, сверхновые, нейтронные звезды и многие другие. Исследователи космоса запускают зонды и ловят новые излучения, так в 1967 году астрономы поймали интересный сигнал, исходящий из области на тот момент неизведанной человечеству. Они назвали его «LGM», расшифровка «Little Green Man» или «Маленькие зелёные человечки», но потом оказалось что это пульсар. Вот так по странному стечению обстоятельств был открыт новый тип звезд.
И так, Солнце горит за счёт водорода, но не как дирижабль или воздушный шар. Ядро Солнца разогрето до 15-ти миллионов градусов по Цельсию, при такой температуре 4 атома водорода соединяются в атом гелия. И это же превращение высвобождает огромное количество энергии, но пока эта энергия добирается из ядра до поверхности, проходит 170 тысяч лет. И всего за 8 минут и 19 секунд, свет и энергия долетает до Земли. Возраст нашего Солнца 4,5 миллиардов лет, за это время оно успело облететь вокруг центра Млечного пути 20 раз, и последующие 5,5 миллиардов лет светимость Солнца будет только расти. А через 6,5 миллиардов лет в ядре начнёт синтезироваться углерод и кислород, к этому времени звезда распухнет в 200 раз, поменяв свой тип на красного гиганта. Его оболочка остынет до 3000 градусов, отсюда и красный цвет, из-за расширения Солнце поглотит Землю
После, в ядре выгорит весь гелий и Солнце станет очень нестабильным, из за чего оно будет то расширятся то сжиматься каждые 100 тысяч лет. На 4-ый раз импульс будет такой силы что внешнюю оболочку сорвёт в окружающее пространство. Но этом моменте Солнце будет удивительно красивым. После этого произойдет рассеивание основных слоёв нашей звезды, так как оболочки нет и нечему удерживать всю плазму. Солнце превратится в белого карлика. Типичный белый карлик в 200 тысяч раз плотнее Земли, что делает его одним из самых густых материй во вселенной, уступая лишь нейтронной звезде и чёрным дырам. Дальше белый карлик отпустит планеты на удалённые орбиты,и после того как догорит водород ядро начнёт остывать и кристаллизироваться в алмаз. Что бы окончательно остыть Солнцу потребуется ещё 10 квадриллионов лет. После чего оно превратится в чёрный карлик. Если Солнце не упадёт в чёрную дыру, оно так и будет болтаться по вселенной, где уже не останется свободного водорода для рождения новых звезд, а всё старые взорвутся. Это был жизненный цикл нашего Солнца.
Источник
Что такое пульсар? Ученый объясняет на пальцах.
Во вселенной существуют миллиарды звезд и наше Солнце — всего лишь одна из них. Каждая звезда имеет ограниченный срок жизни. Звезды рождаются, живут на протяжении какого-то времени (обычно несколько миллиардов лет), а затем умирают.
Звезды состоят из газа, который удерживается вместе собственной гравитацией звезды. От того, чтобы коллапсировать в сингулярность звезды удерживает энергия выделяемая в ходе термоядерных реакций внутри звезды.
Звезда живет какое-то время, а затем тем или иным образом погибает, главным образом в зависимости от ее массы. Так наше Солнце например через несколько миллиардов лет сперва вырастет и станет красным гигантом (в 250 раз больше своего текущего размера), затем сбросит верхние слои газа, которые образуют планетарную туманность в центре которой будет плотное ядро бывшей звезд — белый карлик .
Однако звезды с массой около 10 масс нашего Солнца становятся красными сверхгигантами . Эти сверхгиганты постепенно расширяются и остывают до тех пор пока не наступает момент, когда топливо для термоядерных реакций внутри звезды не закончится. Тогда нарушается баланс между гравитацией и энергией, который удерживал звезду как единое целое и происходит взрыв.
Такой взрыв получил название Сверхновой . Верхние слои звезды разлетаются по всей округе и выделяется прорва энергии. А ядро звезды в зависимости от своей массы либо сжимается в нейтронную звезду , либо коллапсирует в черную дыру .
Пульсар — это такой особый тип нейтронной звезды.
Однако перед тем, как мы пойдем дальше, важно понимать, что каждая звезда имеет магнитное поле. Нейтронные звезды вращаются с большой скоростью и вместе с ней вращается и ее магнитное поле. Вращающееся магнитное поле вызывает явление электромагнитной индукции внутри нейтронной звезды и в результате нейтронная звезда испускает лучи электромагнитного излучения. Это все справедливо для любых нейтронных звезд.
Пульсары отличаются от обычных нейтронных звезд тем, что их электромагнитное поле наклонено по отношению к оси их вращения. Благодаря этому излучение от пульсаров приходит на Землю всплесками, часто повторяющимися импульсами тогда, когда луч электромагнитного излучения пульсара совпадает с нашим лучом зрения во время очередного поворота.
Пульсары бывают самыми разными в зависимости от того, в каком диапазоне находится излучение: рентгеновские, оптические, радио-пульсары и т.д.
Пульсары иногда еще называют космическими маяками. Действительно вращение луча излучения пульсара напоминает вращение лучей некоторых маяков.
Первый пульсар был открыт в 60-х годах прошлого века. По началу его приняли за сигналы инопланетной цивилизации и засекретили, но очень скоро последовали открытия все новых подобных объектов и стало ясно, что это не сигналы иных цивилизаций, а новый вид астрономических объектов.
Таким образом пульсары это маленькие, но очень массивные звезды, которые испускают лучи электромагнитного излучения.
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.
Источник