Co to jest pulsar?
Pulsary są kosmicznymi źródłami promieniowania radiowego, optycznego, rentgenowskiego i / lub gamma przybywającymi na Ziemię w postaci okresowych wybuchów (impulsów).
Pulsar to mała wirująca gwiazda. Na powierzchni gwiazdy znajduje się sekcja, która promieniuje wąską wiązką fal radiowych w przestrzeń kosmiczną. Nasze radioteleskopy odbierają to promieniowanie, gdy źródło jest zwrócone w kierunku Ziemi. Gwiazda obraca się, a strumień promieniowania ustaje. Następna rewolucja gwiazdy - i znów otrzymujemy jej wiadomość radiową.
Jak działa pulsar?
Funkcjonuje również latarnia morska z obrotową lampą. Z daleka postrzegamy jego światło jako pulsujące. To samo dzieje się z pulsarem. Widzimy jego promieniowanie jako źródło promieniowania fal radiowych pulsujących z określoną częstotliwością. Pulsary należą do rodziny gwiazd neutronowych. Gwiazda neutronowa to gwiazda, która pozostaje po katastrofalnej eksplozji gigantycznej gwiazdy.
Pulsar - gwiazda neutronowa
Średniej wielkości gwiazda, taka jak Słońce, jest milion razy większa niż planeta taka jak Ziemia. Olbrzymie gwiazdy w poprzek 10, a czasem 1000 razy większe od Słońca. Gwiazda neutronowa to olbrzymia gwiazda, ściśnięta do wielkości dużego miasta. Ta okoliczność sprawia, że zachowanie gwiazdy neutronowej jest bardzo dziwne. Każda taka gwiazda ma masę równą masie gigantycznej, ale ta masa jest ściskana w bardzo małej objętości. Jedna łyżeczka materii gwiezdnej neutronowej waży miliard ton.
Jak powstają pulsary?
Oto jak to działa.Po wybuchu gwiazdy jej pozostałości są ściskane przez siły grawitacyjne. Naukowcy nazywają ten proces zapadnięciem się gwiazdy. Wraz z rozwojem zapadania rośnie siła grawitacji, a atomy materiału gwiazdy są dociskane coraz bliżej siebie. W normalnym stanie atomy znajdują się w znacznej odległości od siebie, ponieważ chmury elektronów atomów wzajemnie odpychają. Ale po eksplozji gigantycznej gwiazdy atomy są dociskane tak mocno i ściśnięte, że elektrony dosłownie są wciskane w jądra atomów.
Jądro atomu składa się z protonów i neutronów. Wciśnięte do jądra elektrony reagują z protonami, w wyniku czego powstają neutrony. Z biegiem czasu cały materiał gwiazdy staje się gigantyczną kulą skompresowanych neutronów. Narodziła się gwiazda neutronowa.
Kiedy wystąpiły pulsary?
Naukowcy uważają, że pulsary gwiazdowe istniały od niepamiętnych czasów. W każdym razie były na długo przed ich otwarciem. Pierwsze dowody ich istnienia uzyskano w listopadzie 1967 r., Kiedy kilka radioteleskopów w Anglii znalazło nieznane wcześniej źródło promieniowania na niebie. Istnieje wiele źródeł fal radiowych w kosmosie. Na przykład cząsteczki wody i amonu dryfujące w przestrzeni międzygwiezdnej emitują fale radiowe. Fale te są wychwytywane przez anteny antenowe teleskopów radiowych.
Nowe źródło fal radiowych nie było jednak inne. Starszy student Joslyn Bell studiował fale radiowe rejestrowane przez rejestratory radioteleskopu.Zwróciła uwagę na regularnie powtarzające się wybuchy promieniowania elektromagnetycznego, które docierały do anteny teleskopu w odstępie 1,33733 sekund.
Kiedy wiadomość o odkryciu Bella stała się publiczna, niektórzy uczeni uznali, że Bell zaakceptował przesłanie obcej cywilizacji. Kilka miesięcy później zarejestrowano kolejne źródło pulsującej emisji radiowej. Naukowcy porzucili ideę ich sztucznego pochodzenia. Zdecydowano, że te źródła są supergwiazdami. Nazywano je pulsarami z powodu pulsującej natury promieniowania. Pulsary okazały się gwiazdami neutronowymi, na które naukowcy od dawna polują. Od tego czasu odkryto setki takich gwiazd.
Dlaczego pulsary pulsują?
Naukowcy uważają, że przyczyną jest ich szybka rotacja. Wszystkie gwiazdy, podobnie jak planety, obracają się wokół własnej osi. Na przykład słońce wykonuje jeden obrót w ciągu jednego miesiąca. Gdy rozmiar obracającego się ciała zmniejsza się, zaczyna się on obracać szybciej. Wyobraź sobie łyżwiarza wirującego na lodzie. Kiedy przyciska dłonie do ciała, obrót gwałtownie przyspiesza. To samo dzieje się z supergwiazdami. Pulsar wielkości Los Angeles obraca się z prędkością jednego obrotu na sekundę. Inne pulsary mogą wirować jeszcze szybciej. Pulsary mogą się obracać z prędkością do 1000 obrotów na sekundę
W tym obrocie leży przyczyna pulsującego promieniowania. Pulsary są otoczone silnym polem magnetycznym. Protony i elektrony poruszają się wzdłuż linii sił tego pola magnetycznego.Jak wiadomo, siła pola magnetycznego wzrasta na północnych i południowych biegunach magnetycznych. W tych punktach prędkość protonów i elektronów staje się bardzo duża. Dzięki temu przyspieszeniu cząsteczki emitują kwanty energii w zakresie od promieni rentgenowskich po fale radiowe. Ponieważ pulsar obraca się, a źródło promieniowania obraca się wraz z nim, postrzegamy promieniowanie pulsara tylko w momencie, gdy źródło jest zwrócone w kierunku Ziemi. W ten sam sposób postrzegamy światło latarni morskiej z obracającą się lampą.