Астрономы обнаружили первый сверхмощный гамма-пульсар, находящийся за пределами нашей галактики
Ученые-астрономы, работающие с космическим гамма-телескопом Fermi Gamma-ray Space Telescope, обнаружили невероятно мощный луч гамма-излучения, бьющий, подобно свету маяка, из галактики, находящейся по соседству с нашей собственного галактикой, галактикой Млечного Пути. Этот пульсар является первым известным гамма-пульсаром, находящимся за пределами нашей галактики, и, кроме этого, его со всей уверенностью можно охарактеризовать выражением «космический монстр».
Пульсары — это нейтронные звезды, вращающиеся с достаточно высокой скоростью. Нейтронные звезды, в свою очередь, являются чрезвычайно плотными останками, состоящими из вырожденной материи, звезд с определенной массой, которые выработали все запасы своего ядерного топлива, сжались и после этого взорвались сверхновыми.
Все магнитное поле, которым обладала бывшая звезда, после взрыва сосредотачивается в нейтронной звезде, размеры которой составляют лишь ничтожную часть от размеров звезды и измеряются иногда всего десятками километров. Такой интенсивный магнетизм и сильная гравитация создает в области нейтронной звезды чрезвычайные физические условия, проявлением которых являются два очень ярких луча радио-, рентгеновского или гамма-излучения. Поскольку пульсар вращается, он, как фонарь маяка, освещает своим лучом космическое пространство, захватывая иногда и направление на Землю.
Недавно обнаруженный пульсар, получивший название PSR J0540-6919, находится в недрах туманности Тарантула, которая, в свою очередь, находится в галактике Малого Магелланова Облака. Малое Магелланово Облако, вместе со своим соседом, Большим Магеллановым Облаком, являются галактиками-спутниками Млечного Пути, находящимися на удалении 163 тысяч световых лет от него.
Туманность Тарантула — это область, в которой идут интенсивные процессы формирования новых звезд. Весь объем этой туманности пронизан потоками гамма-излучения, произведенного массивными звездами, которые быстро «прожигают» свою жизнь и «умирают» в молодом возрасте. Кроме этого, ударные волны от большого количества взрывов сверхновых периодически прокатываются по облакам туманности, растрачивая свою энергию на производство высокоэнергетических частиц и излучений. И некоторые из этих излучений поглощаются материей облаков туманности, производя вторичное гамма-излучение.
За годы своей работы телескоп Fermi собрал множество данных, касающихся туманности Тарантула. Когда эти данные были накоплены в достаточном объеме, ученые обратили внимание, что реальная картина радиационного механизма производства гамма-излучения в этой области кардинально отличается от картины, которая должна была наблюдаться в теории. Согласно данным наблюдений, большая часть гамма-излучения в этой туманности должна производиться неизвестным источником какой-то экзотической природы и это оставалось загадкой вплоть до последнего времени.
Согласно данным нового анализа имеющейся научной информации, все дополнительное гамма-излучение в туманности Тарантула производится двумя пульсарами. А регистрация импульсов от пульсара PSR J0540-6919 и измерение параметров импульсов излучения позволили рассчитать, что он излучает порядка 60 процентов от общего количества гамма-излучения, вырабатываемого в недрах туманности. И именно поэтому пульсар PSR J0540-6919 можно с уверенностью назвать «монстром».
И в заключение следует отметить, что помимо пульсара PSR J0540-6919, астрономы обнаружили небольшую горстку других более низкоэнергетических пульсаров, находящихся за пределами нашей галактики. А в переделах нашей галактики они же нашли самый мощный из известных людям пульсаров, который находится в туманности Краба. И этот пульсар, PSR B0531+21, яркость которого в 20 раз превышает яркость любого другого пульсара, получил cответствующее название Пульсара Краба (Crab Pulsar).
Источник
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
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
Наша Солнечная система становится все быстрее — космический зонд сделал удивительное открытие
Спутник-обсерватория Gaia собирает данные о миллионах звезд и создает карту нашей Солнечной системы. При более внимательном изучении данных с этого зонда астрономам открылись удивительные новые знания.
Наша Солнечная система изо дня в день мчится по своей орбите внутри Млечного Пути. Но, как становится очевидным, делает она это все быстрее и быстрее. Именно это и следует из данных, собранных спутником-обсерваторией Gaia .
Спутник Gaia создает карту нашей Солнечной системы
Более чем в миллионе километров от нас спутник Gaia Европейского космического агентства ESA парит в бескрайних просторах космоса, где занимается сбором данных, которые должны помочь составить самую подробную карту нашей Солнечной системы. И к настоящему моменту он уже смог зафиксировать и зарегистрировать движения более двух миллиардов небесных тел. Обладая этой информацией, мы можем создать максимально точную трехмерную карту нашей Солнечной системы.
Полученные до сих пор данные оказались очень полезными для астрономов. Например, было обнаружено, что Млечный Путь в более ранний момент времени пережил столкновение с карликовой галактикой.
Солнечная система становится быстрее, но почему?
Но это еще не все, что мы можем узнать из данных спутника Gaia. Недавно представители Европейского космического агентства сообщили следующее: в звездном времени наша Солнечная система становится все быстрее и быстрее. И этот вывод тоже был сделано на основании данных, полученных с зонда Gaia. Это ускорение происходит невероятно медленно, так что изменение едва заметно даже для чувствительных инструментов. Но поскольку Gaia наблюдает объекты, которые иногда находятся на расстоянии нескольких миллиардов световых лет, этот факт может быть подтвержден смещением ядер галактик.
Солнце со всеми своими планетами (включая нас), вращается вокруг центра Млечного Пути. Чтобы пройти эту орбиту полностью, необходимо около 200 миллионов лет. Наша Солнечная система покрывает около семи миллиардов километров в год, но ускорение означает, что пока что за год она станет проходить на 115 километров больше. Мало, скажете вы? Да, действительно, немного. Но ускорение имеет место, и на протяжении тысяч и миллионов лет прибавки пройденных расстояний уже будут измеряться в космических масштабах.
Источник