Pulsary byly objeveny úplnou náhodou v polovině 60. let dvacátého století. Stalo se tak během pozorování pomocí radioteleskopu, který byl původně navržen ke studiu různých mihotavých zdrojů v neprobádaných hlubinách vesmíru. Co jsou tyto vesmírné objekty?
Skupina vědců – Jocelyn Bell, Anthony Huis a další – provedla výzkum na univerzitě v Cambridge. Tyto pulsy přicházely s frekvencí 0,3 sekundy a jejich frekvence byla 81,5 MHz. V té době ještě astronomové nepřemýšleli o tom, co to vlastně pulsar je a jakou má povahu. První věc, které si všimli, byla úžasná frekvence „zpráv“, které objevili. K běžnému blikání totiž docházelo v chaotickém režimu. Mezi vědci dokonce existoval předpoklad, že tyto signály jsou důkazem mimozemské civilizace, která se snaží dosáhnout lidstva. Pro jejich označení byl zaveden název LGM - tato anglická zkratka znamenala malí zelení muži (“malí zelení muži”). Výzkumníci se začali vážně pokoušet rozluštit tajemný „kód“ a k tomu přilákali významné lamce kódů z celé planety. Jejich pokusy však byly neúspěšné.
Během následujících tří let astronomové objevili další 3 podobné zdroje. A pak si vědci uvědomili, co je to pulsar. Ukázalo se, že jde o další objekt Vesmíru, který nemá nic společného s mimozemskými civilizacemi. Tehdy dostaly pulsary své jméno. Za jejich objev byl vědec Anthony Hewish oceněn Nobelovou cenou za fyziku.
Ale navzdory skutečnosti, že k tomuto objevu došlo již před dlouhou dobou, mnozí se stále zajímají o odpověď na otázku „co je pulsar“. Není se čemu divit, protože ne každý se může pochlubit tím, že se na jeho škole či univerzitě vyučovala astronomie na té nejvyšší úrovni. Odpovídáme na otázku: pulsar je neutronová hvězda, která vzniká po výbuchu supernovy. A tak stálost pulsace, která byla svého času překvapivá, lze snadno vysvětlit – jejím důvodem je stabilita rotace těchto neutronových hvězd.
V astronomii se pulsary označují čtyřmístným číslem. Navíc první dvě číslice názvu označují hodiny a další dvě minuty, ve kterých dochází ke rektascenci pulsu. A před čísly jsou dvě latinská písmena, která kódují umístění otvoru. Úplně první ze všech objevených pulsarů se jmenoval CP 1919 (neboli "Cambridge Pulsar").
Co jsou to pulsary a kvasary? Již jsme přišli na to, že pulsary jsou nejvýkonnější rádiové zdroje, jejichž záření se soustřeďuje do jednotlivých pulzů o určité frekvenci. Kvasary jsou také jedním z nejzajímavějších objektů v celém Vesmíru. Jsou také extrémně jasné – svou silou předčí celkovou intenzitu záření galaxií, které jsou si podobné Mléčná dráha. Kvasary objevili astronomové jako objekty s vysokým rudým posuvem. Podle jedné společné teorie jsou kvasary galaxiemi počáteční fáze jeho vývoje, ve kterém leží
Jedním z nejznámějších takových objektů ve vesmíru je pulsar v Krabí mlhovině. Tento objev ukazuje, že pulsar je jedním z nejúžasnějších objektů v celém vesmíru.
Výbuch neutronové hvězdy v současné Krabí mlhovině byl tak silný, že se ani nevejde do moderní astrofyziky. V roce 1054 n.l E. zářil na obloze nová hvězda, který se v dnešní době nazývá SN 1054. Jeho výbuch byl pozorován i v denní, což bylo doloženo v historických kronikách Číny a arabské země. Je zajímavé, že Evropa tento výbuch nezaznamenala – tehdy byla společnost natolik pohlcena jednáním mezi papežem a jeho legátem kardinálem Humbertem, že nikdo vědec toho doba tento výbuch v jeho dílech nezaznamenala. A o několik století později byla na místě této exploze objevena nová mlhovina, která byla později nazvána Krabí mlhovina. Z nějakého důvodu jeho tvar připomínal svému objeviteli Williamu Parsonsovi kraba.
A v roce 1968 byl poprvé objeven pulsar PSR B0531+21 a byl to právě tento pulsar, který byl prvním ze všech, který vědci identifikovali se zbytky supernov. Zdrojem pulsace, soudě přísněji, není samotná hvězda, ale takzvané sekundární plazma, které vzniká v magnetickém poli hvězdy rotující krkolomnou rychlostí. Frekvence rotace pulsaru Krabí mlhovina je 30krát za sekundu.
Tento pulsar ale překvapuje nejen svou jasností a frekvencí. Nedávno bylo objeveno, že PSR B0531+21 vyzařuje radioaktivní paprsky v rozsahu, který přesahuje značku 100 miliard voltů. Toto číslo je milionkrát vyšší než záření používané v lékařských zařízeních a je také desetkrát vyšší než hodnota popsaná v moderní teorii gama záření. Martin Schroeder, americký astronom, to říká takto: „Pokud byste se před pouhými dvěma lety zeptali jakéhokoli astrofyzika, zda lze tento druh záření detekovat, dostali byste rozhodné „ne“. Prostě neexistuje žádná taková teorie, do které by se vešel fakt, který jsme objevili.“
Díky studiím pulsaru Krabí mlhoviny mají vědci představu o povaze těchto tajemných vesmírných objektů. Nyní si můžete více či méně jasně představit, co je to pulsar. Jejich výskyt se vysvětluje tím, že v konečné fázi svého vývoje některé hvězdy explodují a zablikají obrovským ohňostrojem – zrodí se supernova. Od obyčejných hvězd je odlišuje síla jejich záblesku. Celkem se v naší Galaxii vyskytne asi 100 takových vzplanutí ročně. Během několika dní supernova zvýší svou svítivost několik milionůkrát.
Na místě výbuchů supernov se bez výjimky objevují všechny mlhoviny, ale i pulsary. Pulsary však nelze pozorovat ve všech zbytcích tohoto typu nebeských těles. To by nemělo zmást astronomické nadšence – koneckonců pulsar lze pozorovat pouze tehdy, pokud se nachází v určitém úhlu natočení. Navíc díky své povaze pulsary „žijí“ déle než mlhoviny, ve kterých se tvoří. Vědci stále nemohou přesně určit důvody, které způsobují, že se ochlazená a zdánlivě dávno mrtvá hvězda stává zdrojem silné rádiové emise. Navzdory velkému množství hypotéz budou muset astronomové na tuto otázku v budoucnu odpovědět.
Asi pro ty, kteří se ptají, co je to pulsar a co nejnovější zprávy od astrofyziků o těchto nebeských objektech bude zajímavé znát celkový počet dosud objevených hvězd tohoto druhu. Dnes vědci znají více než 1300 pulsarů. Navíc obrovské množství - asi 90% - těchto hvězd pulsuje v rozmezí od 0,1 do 1 sekundy. Existují dokonce pulsary s ještě kratší periodou – říká se jim milisekundy. Jednu z nich objevili astronomové v roce 1982 v souhvězdí Vulpecula. Jeho doba rotace byla pouze 0,00155 sekundy. Schematické znázornění pulsaru zahrnuje rotační osu, magnetické pole a rádiové vlny.
Takto krátké periody rotace pulsarů posloužily jako hlavní argument ve prospěch předpokladu, že se ze své podstaty jedná o rotující neutronové hvězdy (pulsar je synonymem pro výraz „neutronová hvězda“). Koneckonců, nebeské těleso s takovou rotační periodou musí být velmi husté. Výzkum těchto objektů stále pokračuje. Když vědci zjistili, co jsou neutronové pulsary, nezastavili se u dříve objevených skutečností. Koneckonců, tyto hvězdy byly skutečně úžasné – jejich existence mohla být možná pouze za podmínky, že odstředivé síly, které vznikají v důsledku rotace, jsou menší než gravitační síly, které poutají hmotu pulsaru.
Později se ukázalo, že pulsary s milisekundovými rotačními periodami nejsou nejmladší, ale naopak jedny z nejstarších. A pulsary v této kategorii měly nejslabší magnetická pole.
Existuje také typ neutronové hvězdy nazývaný rentgenové pulsary. Jedná se o nebeská tělesa, která vyzařují rentgenové záření. Také spadají do kategorie neutronových hvězd. Rádiové pulsary a hvězdy emitující rentgenové záření však fungují jinak a mají různé vlastnosti. První pulsar tohoto druhu byl objeven v roce 1972
Když vědci poprvé začali studovat, co jsou pulsary, rozhodli se, že neutronové hvězdy mají stejnou povahu a hustotu jako atomová jádra. Tento závěr byl učiněn, protože všechny pulsary se vyznačují tvrdým zářením - přesně stejným, jaké doprovází jaderné reakce. Další výpočty však umožnily astronomům učinit jiné tvrzení. Typ kosmického objektu, pulsar, je nebeské těleso, které je podobné obřím planetám (jinak nazývaným „infračervené hvězdy“).
– jedná se o kosmické zdroje radiového, optického, rentgenového a/nebo gama záření, které přicházejí na Zemi ve formě periodických záblesků (pulsů).
Proto se podle druhu záření dělí na rádiové pulsary, optické pulsary, rentgenové a/nebo gama pulsary. Povaha pulsarového záření nebyla dosud plně odhalena, modely pulsarů a mechanismy, kterými vyzařují energii, jsou teoreticky studovány. Dnes převládá názor, že pulsary jsou rotující neutronové hvězdy se silným magnetickým polem.
Stalo se tak v roce 1967. Anglický radioastronom E. Hewish a jeho spolupracovníci objevili krátké rádiové pulsy přicházející jakoby z prázdného místa ve vesmíru, opakující se stabilně s periodou nejméně jedné sekundy. Zpočátku byly výsledky pozorování tohoto jevu utajovány, protože dalo by se předpokládat, že tyto pulsy rádiové emise jsou umělého původu – možná jsou to signály nějaké mimozemské civilizace? Nebyl však nalezen žádný zdroj záření procházející orbitálním pohybem, ale Hewishova skupina našla další 3 zdroje podobných signálů. Tak zmizela naděje na signály mimozemské civilizace a v únoru 1968 se objevila zpráva o objevu rychle se měnících mimozemských rádiových zdrojů neznámé povahy s vysoce stabilní frekvencí.
Tato zpráva způsobila skutečnou senzaci a v roce 1974 Hewish obdržel a Nobelova cena. Tento pulsar se nazývá PSR J1921+2153. V současné době je známo asi 2 tisíce rádiových pulsarů, které jsou obvykle označovány písmeny PSR a čísly, které vyjadřují jejich rovníkové souřadnice.
Astrofyzici dospěli k obecné shodě, že rádiový pulsar je neutronová hvězda. Vysílá úzce nasměrované proudy radiové emise a v důsledku rotace neutronové hvězdy se proud v pravidelných intervalech dostává do zorného pole vnějšího pozorovatele – tak vznikají pulzy pulsaru. Většina astronomů věří, že pulsary jsou malé neutronové hvězdy o průměru několika kilometrů, které rotují s periodami zlomku sekundy. Někdy se jim dokonce říká „hvězdné káči“. Kvůli magnetické pole Záření z pulsaru je podobné paprsku světlometu: když v důsledku rotace neutronové hvězdy paprsek dopadne na anténu radioteleskopu, jsou viditelné záblesky záření. Pulsarové signály na různých rádiových frekvencích se šíří v mezihvězdném plazmatu s při různých rychlostech. Na základě vzájemného zpoždění signálů se určí vzdálenost k pulsaru a určí se jejich umístění v Galaxii. Rozložení pulsarů zhruba odpovídá rozložení zbytků supernov.
Rentgenový pulsar je uzavřená binární soustava, jehož jednou ze součástí je neutronová hvězda a druhý - normální hvězda, v důsledku čehož hmota proudí z obyčejné hvězdy do neutronové hvězdy. Neutronové hvězdy- jedná se o hvězdy s velmi malými rozměry (20-30 km v průměru) a extrémně vysokou hustotou, přesahující hustotu atomového jádra. Astronomové věří, že neutronové hvězdy se objevují v důsledku výbuchů supernov. Když supernova exploduje, jádro se rychle zhroutí normální hvězda, která se následně změní v neutronovou hvězdu. Při kompresi, díky zákonu zachování momentu hybnosti, stejně jako zachování magnetického toku, prudký nárůst rychlost rotace a magnetické pole hvězdy. Pro rentgenový pulsar jsou tedy důležité tyto dvě vlastnosti: vysoká rychlost otáčení a extrémně vysoká magnetická pole. Zasahování hmoty tvrdý povrch neutronová hvězda se velmi zahřeje a začne vyzařovat rentgenové záření. Blízkými příbuznými rentgenových pulsarů jsou polární a střední polární. Rozdíl mezi pulsary a polárními je ten, že pulsar je neutronová hvězda, zatímco polární je bílý trpaslík. V souladu s tím mají nižší magnetická pole a rychlost otáčení.
V lednu 1969 byla oblast pulsaru v Krabí mlhovině prozkoumána optickým dalekohledem s fotoelektrickým zařízením schopným detekovat rychlé výkyvy jasnosti. V této mlhovině byla zaznamenána existence optického objektu s kolísáním jasu se stejnou periodou jako rádiový pulsar. Ukázalo se, že tento objekt je hvězdou 16. magnitudy ve středu mlhoviny. Mělo jakési nečitelné spektrum bez spektrálních čar. Při průzkumu Krabí mlhoviny v roce 1942 na ni V. Baade poukázal jako na možný pozůstatek hvězdné supernovy a I.S. Shklovsky v pozdějších letech navrhl, že je zdrojem relativistických částic a fotonů vysoká energie. Ale to všechno byly jen domněnky. A pak se ukázalo, že hvězda je optický pulsar, mající stejnou periodu a interpulsar jako rádiový pulsar a fyzicky by se mělo jednat o neutronovou hvězdu, jejíž spotřeba energie je dostatečná pro udržení záře a všech druhů záření z Krabí mlhoviny. Po objevení optického pulsaru byly provedeny průzkumy v dalších zbytcích supernov, zejména v těch, kde již byly nalezeny rádiové pulsary. Ale teprve v roce 1977 se australským astronomům pomocí speciálního vybavení podařilo detekovat pulsaci v optickém rozsahu výjimečně slabé hvězdy 25. magnitudy ve zbytku supernovy Vela X. Třetí optický pulsar byl nalezen v roce 1982 v souhvězdí Vulpecula pomocí rádiové emise . Nebyl nalezen žádný zbytek supernovy.
Co je to optický pulsar? Centrální komponenty spektrálních čar RZ 433 vykazují pohyby s periodou 13 dnů a změny rychlosti od -73 do +73 km/s. Zřejmě se zde také nachází těsná binární soustava sestávající z opticky pozorovatelného horkého veleobra třídy O nebo B a opticky neviditelné rentgenové složky. Supergiant má hmotnost více než deset hmotností Slunce, nafoukl se až k extrémním hranicím své vlastní gravitační zóny a doplnil disk obklopující rentgenovou složku podél rovníku svým plynem. Rovina disku je kolmá k ose rotace kompaktního objektu, který je rentgenovou složkou, a neleží v orbitální rovině binárního systému. Disk a oba proudy plynu se proto chovají jako šikmo rotující vršek a jejich osa rotace precesuje (opisuje kužel), přičemž udělají jednu otáčku za 164 dní (to je známý jev precese rotujících těles). Rentgenová složka požírá plyn z disku a chrlí výtrysky by mohla být neutronová hvězda.
Patří mezi nejsilnější kosmické zdroje gama záření. Astrofyzici touží zjistit, jak se těmto neutronovým hvězdám daří zářit tak jasně v oblasti gama záření. Před vypuštěním Fermiho dalekohledu bylo známo jen asi tucet gama pulsarů, přičemž celkový počet pulsarů byl přibližně 1800. Nyní nová observatoř začala objevovat gama pulsary po desítkách. Vědci doufají, že její práce přinese mnoho cenných informací, které pomohou lépe porozumět podstatě gama pulsarů a dalších kosmických generátorů gama záření.
V roce 2012 astronomové pomocí Fermiho gama orbitálního dalekohledu objevili dosud nejrychlejší gama pulsar v souhvězdí Kentaura, který provedl jednu otáčku každých 2,5 milisekundy a pohltil zbytky doprovodné hvězdy velikosti Jupitera. ( Gama záření (gama záření, γ-paprsky) - pohled elektromagnetického záření s extrémně krátkou vlnovou délkou -< 5·10 −3 нм и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами. На картинке гамма-излучение показано фиолетовым цветом.
Neutronové hvězdy- úžasné předměty. je dovnitř v poslední době pozorován se zvláštním zájmem, protože záhadu představuje nejen jejich struktura, ale také jejich obrovská hustota, silné magnetické a gravitační pole. Hmota tam je ve zvláštním stavu, připomínajícím obrovské atomové jádro, a tyto podmínky nelze reprodukovat v pozemských laboratořích.
Pulsar je prostě obrovský magnetizovaný vrchol rotující kolem osy, která se neshoduje s osou magnetu. Pokud by na něj nic nespadlo a nic nevyzařovalo, pak by jeho rádiové vyzařování mělo rotační frekvenci a na Zemi bychom ho nikdy neslyšeli. Faktem ale je, že tento top má kolosální hmotnost a vysoká teplota povrchu a rotující magnetické pole vytváří obrovskou intenzitu elektrické pole, schopný urychlit protony a elektrony téměř na rychlost světla. Navíc všechny tyto nabité částice, které se řítí kolem pulsaru, jsou uvězněny v jeho kolosálním magnetickém poli. A pouze v malém pevném úhlu kolem magnetické osy se mohou uvolnit (neutronové hvězdy mají nejsilnější magnetická pole ve vesmíru, dosahující 1010-1014 gaussů. Porovnejte: zemské pole je 1 gauss, sluneční 10-50 gauss ). Právě tyto proudy nabitých částic jsou zdrojem rádiové emise, jejímž prostřednictvím byly objeveny pulsary, které se později ukázaly jako neutronové hvězdy. Vzhledem k tomu, že magnetická osa neutronové hvězdy se nemusí nutně shodovat s osou její rotace, při rotaci hvězdy se proud rádiových vln šíří prostorem jako paprsek blikajícího majáku – pouze na okamžik prořízne okolní temnotu.
Ve středu galaxie M82 je vidět pulsar (růžový).
Prozkoumat pulsary a neutronové hvězdy Vesmír: popis a charakteristiky s fotografiemi a videy, struktura, rotace, hustota, složení, hmotnost, teplota, hledání.
Pulsary Jsou to kulovité kompaktní objekty, které svými rozměry nepřesahují hranice velkého města. Překvapivé je, že s takovým objemem hmotnostně převyšují hmotnost Slunce. Používají se ke studiu extrémních stavů hmoty, detekci planet mimo náš systém a měření kosmických vzdáleností. Kromě toho pomohli najít gravitační vlny, které indikují energetické události, jako jsou supermasivní srážky. Poprvé objeven v roce 1967.
Pokud na obloze hledáte pulsar, zdá se, že je to obyčejná blikající hvězda sledující určitý rytmus. Ve skutečnosti jejich světlo nebliká ani nepulsuje a nejeví se jako hvězdy.
Pulsar produkuje dva trvalé úzké paprsky světla opačnými směry. Efekt blikání vzniká, protože se otáčejí (princip majáku). V tomto okamžiku paprsek dopadne na Zemi a poté se znovu otočí. Proč se to děje? Faktem je, že světelný paprsek pulsaru obvykle není zarovnán s jeho rotační osou.
Pokud je blikání generováno rotací, pak rychlost pulsů odráží rychlost, kterou se pulsar otáčí. Celkem bylo nalezeno 2000 pulsarů, z nichž většina rotuje jednou za sekundu. Existuje ale přibližně 200 objektů, které zvládnou udělat sto otáček za stejnou dobu. Ty nejrychlejší se nazývají milisekundové, protože jejich počet otáček za sekundu se rovná 700.
Pulsary nelze považovat za hvězdy, alespoň ne za „živé“. Jsou to spíše neutronové hvězdy, které vznikly poté, co hmotné hvězdě dojde palivo a zkolabuje. V důsledku toho vznikne silná exploze – supernova a zbývající hustý materiál se přemění na neutronovou hvězdu.
Průměr pulsarů ve vesmíru dosahuje 20-24 km a jejich hmotnost je dvakrát větší než hmotnost Slunce. Pro představu, kus takového předmětu o velikosti kostky cukru bude vážit 1 miliardu tun. Tedy něco těžkého jako Everest se vám vejde do ruky! Pravda, existuje ještě hustší objekt – černá díra. Nejhmotnější dosahuje 2,04 hmotnosti Slunce.
Pulsary mají silné magnetické pole, které je 100 milionů až 1 kvadrilionkrát silnější než pozemské. Aby neutronová hvězda začala vydávat světlo jako pulsar, musí mít správný poměr síly magnetického pole a rychlosti rotace. Stává se, že paprsek rádiových vln nemusí projít zorným polem pozemského dalekohledu a zůstane neviditelný.
Rádiové pulsary
Astrofyzik Anton Biryukov o fyzice neutronových hvězd, zpomalení rotace a objevu gravitačních vln:
Pomalost pulsaru je jedna otáčka za sekundu. Ty nejrychlejší zrychlují na stovky otáček za sekundu a nazývají se milisekundy. Rotační proces nastává, protože hvězdy, ze kterých byly vytvořeny, se také otáčely. Ale abyste se k této rychlosti dostali, potřebujete další zdroj.
Vědci se domnívají, že milisekundové pulsary vznikly krádeží energie od souseda. Můžete si všimnout přítomnosti cizí látky, která zvyšuje rychlost otáčení. A to není dobře pro zraněného společníka, kterého by jednou mohl pulsar úplně pohltit. Takové systémy se nazývají černé vdovy (podle nebezpečného druhu pavouka).
Pulsary jsou schopny vyzařovat světlo v několika vlnových délkách (od rádia po gama záření). Ale jak to dělají? Vědci zatím nemohou najít přesnou odpověď. Předpokládá se, že za každou vlnovou délku je zodpovědný samostatný mechanismus. Beacon-like paprsky jsou vyrobeny z rádiových vln. Jsou jasné a úzké a připomínají koherentní světlo, kde částice tvoří soustředěný paprsek.
Čím rychlejší rotace, tím slabší magnetické pole. Ale rychlost rotace jim stačí k tomu, aby vyzařovaly paprsky stejně jasné jako pomalé.
Během rotace magnetické pole vytváří elektrické pole, které může uvést nabité částice do mobilního stavu ( elektrický proud). Oblast nad povrchem, kde dominuje magnetické pole, se nazývá magnetosféra. Zde jsou nabité částice urychlovány na neuvěřitelně vysoké rychlosti díky silným elektrické pole. Při každém zrychlení vydávají světlo. Zobrazuje se v optickém a rentgenovém rozsahu.
A co gama paprsky? Výzkum naznačuje, že jejich zdroj by se měl hledat jinde v blízkosti pulsaru. A budou připomínat ventilátor.
Radioteleskopy zůstávají hlavní metodou pro hledání pulsarů ve vesmíru. Oproti jiným objektům jsou malé a slabé, takže musíte skenovat celou oblohu a postupně se tyto objekty dostávají do objektivu. Většina byla nalezena pomocí observatoře Parkes v Austrálii. Od roku 2018 bude k dispozici mnoho nových dat z antény Square Kilometer Array Antenna (SKA).
V roce 2008 byl vypuštěn dalekohled GLAST, který našel 2050 pulsarů emitujících gama záření, z nichž 93 bylo milisekundových. Tento dalekohled je neuvěřitelně užitečný, protože snímá celou oblohu, zatímco ostatní pouze zvýrazňují malé oblasti podél roviny.
Najít různé vlnové délky může být náročné. Faktem je, že rádiové vlny jsou neuvěřitelně silné, ale nemusí jednoduše spadnout do čočky dalekohledu. Ale gama záření se šíří po větší části oblohy, ale má nižší jas.
Vědci nyní vědí o existenci 2300 pulsarů, nalezených prostřednictvím rádiových vln a 160 prostřednictvím gama záření. Existuje také 240 milisekundových pulsarů, z nichž 60 produkuje gama záření.
Pulsary nejsou jen úžasné vesmírné objekty, ale také užitečné nástroje. Vyzařované světlo může hodně napovědět o vnitřních procesech. To znamená, že výzkumníci jsou schopni porozumět fyzice neutronových hvězd. Tyto objekty jsou takové vysoký krevní tlakže chování hmoty se liší od obvyklého. Podivný obsah neutronových hvězd se nazývá „jaderná pasta“.
Pulsary přinášejí mnoho výhod díky přesnosti jejich pulzů. Vědci znají konkrétní objekty a vnímají je jako kosmické hodiny. Tak se začaly objevovat spekulace o přítomnosti dalších planet. Ve skutečnosti první nalezená exoplaneta obíhá kolem pulsaru.
Nezapomeňte, že pulsary se stále pohybují, zatímco „mrkají“, což znamená, že je lze použít k měření kosmických vzdáleností. Byli také zapojeni do testování Einsteinovy teorie relativity, jako jsou momenty s gravitací. Ale pravidelnost pulsace může být narušena gravitačními vlnami. To bylo zaznamenáno v únoru 2016.
Postupně se všechny pulsary zpomalují. Záření je poháněno magnetickým polem vytvořeným rotací. V důsledku toho také ztrácí svou sílu a přestává vysílat paprsky. Vědci nakreslili speciální čáru, kde lze gama záření stále detekovat před rádiovými vlnami. Jakmile pulsar klesne níže, je odepsán na pulsarovém hřbitově.
Pokud byl pulsar vytvořen ze zbytků supernovy, pak má obrovskou energetickou rezervu a vysokou rychlost rotace. Mezi příklady patří mladý objekt PSR B0531+21. V této fázi může zůstat několik set tisíc let, poté začne ztrácet rychlost. Pulsary středního věku tvoří většinu populace a produkují pouze rádiové vlny.
Pulsar však může prodloužit svůj život, pokud je poblíž satelit. Poté vytáhne svůj materiál a zvýší rychlost otáčení. K takovým změnám může dojít kdykoli, a proto je pulsar schopen znovuzrození. Takový kontakt se nazývá nízkohmotný rentgenový binární systém. Nejstarší pulsary jsou milisekundové. Některé jsou staré miliardy let.
Neutronové hvězdy- dost tajemné předměty, převyšující hmotnost Slunce 1,4krát. Rodí se po explozi větších hvězd. Pojďme se s těmito formacemi blíže seznámit.
Když vybuchne hvězda 4-8krát hmotnější než Slunce, zůstane jádro s vysokou hustotou a pokračuje v kolapsu. Gravitace tlačí na materiál tak silně, že způsobí, že se protony a elektrony spojí a stanou se neutrony. Tak se rodí neutronová hvězda s vysokou hustotou.
Tyto masivní objekty mohou dosáhnout průměru pouhých 20 km. Abychom vám poskytli představu o hustotě, pouhá jedna odměrka materiálu neutronové hvězdy by vážila miliardu tun. Gravitace na takovém objektu je 2 miliardkrát silnější než na Zemi a síla je dostatečná pro gravitační čočky, což umožňuje vědcům vidět zadní hvězdy.
Šok z exploze zanechá pulz, který způsobí, že se neutronová hvězda roztočí a dosáhne několika otáček za sekundu. I když dokážou zrychlit až 43 000krát za minutu.
Hraniční vrstvy v blízkosti kompaktních objektů
Astrofyzik Valery Suleymanov o vzniku akrečních disků, hvězdného větru a hmoty kolem neutronových hvězd:
Vnitřek neutronových hvězd
Astrofyzik Sergej Popov o extrémních stavech hmoty, složení neutronových hvězd a metodách studia nitra:
Když je neutronová hvězda součástí binárního systému, kde explodovala supernova, je obrázek ještě působivější. Pokud je hmotnost druhé hvězdy nižší než hmotnost Slunce, pak stáhne hmotnost společníka do „Rocheova laloku“. Toto je sférický oblak materiálu obíhající kolem neutronové hvězdy. Pokud byl satelit 10x větší než hmotnost Slunce, pak je přenos hmoty také upraven, ale není tak stabilní. Materiál proudí podél magnetické póly, zahřívá a vytváří rentgenové pulsace.
Do roku 2010 bylo pomocí rádiové detekce nalezeno 1800 pulsarů a 70 pomocí gama záření. Některé exempláře měly dokonce planety.
Někteří zástupci neutronových hvězd mají výtrysky materiálu proudící téměř rychlostí světla. Když kolem nás proletí, blýskají se jako světlo majáku. Kvůli tomu se jim říká pulsary.
Pozůstatek supernovy Corma-A, která má ve svém středu neutronovou hvězdu
Neutronové hvězdy jsou pozůstatky hmotných hvězd, které dosáhly konce svého života. evoluční cesta v čase a prostoru.
Tyto zajímavé objekty se rodí z kdysi masivních obrů, kteří jsou čtyřikrát až osmkrát větší než naše Slunce. To se děje při výbuchu supernovy.
Po takovém výbuchu jsou vnější vrstvy vymrštěny do vesmíru, jádro zůstává, ale už není schopno podporovat jadernou fúzi. Bez vnějšího tlaku z nadložních vrstev se katastrofálně zhroutí a smrští.
Navzdory svému malému průměru - asi 20 km, se neutronové hvězdy mohou pochlubit 1,5krát větší hmotností než naše Slunce. Jsou tedy neuvěřitelně husté.
Malá lžička hvězdné hmoty na Zemi by vážila asi sto milionů tun. V něm se protony a elektrony spojují a vytvářejí neutrony – proces zvaný neutronizace.
Jejich složení není známo, předpokládá se, že mohou sestávat ze supratekuté neutronové kapaliny. Mají extrémně silnou gravitaci, mnohem větší než Země nebo dokonce Slunce. Tato gravitační síla je obzvláště působivá, protože má malá velikost.
Všechny se otáčejí kolem osy. Během komprese je zachován úhlový moment rotace a díky zmenšení velikosti se zvyšuje rychlost rotace.
Díky obrovské rychlosti otáčení, vnější povrch, což je pevná „kůra“, periodicky dochází k prasklinám a „hvězdným otřesům“, které zpomalují rychlost rotace a uvolňují „přebytečnou“ energii do prostoru.
Ohromující tlaky, které existují v jádře, mohou být podobné těm, které existovaly v době velkého třesku, ale bohužel je nelze simulovat na Zemi. Proto jsou tyto objekty ideálními přírodními laboratořemi, kde můžeme pozorovat energie nedostupné na Zemi.
Rádiové ulsary byly objeveny koncem roku 1967 postgraduální studentkou Jocelyn Bell Burnell jako rádiové zdroje, které pulzují na konstantní frekvenci.
Záření emitované hvězdou je viditelné jako zdroj pulzujícího záření neboli pulsar.
Schematické znázornění rotace neutronové hvězdy
Rádiové pulsary (nebo jednoduše pulsary) jsou rotující neutronové hvězdy, jejichž částicové výtrysky se pohybují téměř rychlostí světla jako rotující paprsek majáku.
Poté, co se pulsary nepřetržitě otáčejí několik milionů let, ztrácejí svou energii a stávají se normálními neutronovými hvězdami. Dnes je známo jen asi 1000 pulsarů, i když jich v galaxii mohou být stovky.
Rádiový pulsar v Krabí mlhovině
Některé neutronové hvězdy vyzařují rentgenové záření. Slavná Krabí mlhovina dobrý příklad takový objekt vznikl při výbuchu supernovy. Tato exploze supernovy byla pozorována v roce 1054 našeho letopočtu.
Vítr z Pulsaru, video dalekohledu Chandra
Rádiový pulsar v Krabí mlhovině vyfotografovaný Hubbleovým vesmírným dalekohledem přes 547nm filtr (zelené světlo) od 7. srpna 2000 do 17. dubna 2001.
Neutronové hvězdy mají magnetické pole milionkrát silnější než nejsilnější magnetické pole vytvořené na Zemi. Jsou také známé jako magnetary.
Planety kolem neutronových hvězd
Dnes víme, že čtyři mají planety. Když je ve dvojkové soustavě, je možné změřit její hmotnost. Z těchto rádiových nebo rentgenových dvojhvězd byly naměřené hmotnosti neutronových hvězd asi 1,4krát větší než hmotnost Slunce.
Zcela jiný typ pulsaru je vidět v některých rentgenových dvojhvězdách. V těchto případech tvoří neutronová hvězda a obyčejná hvězda binární systém. Silné gravitační pole táhne materiál z obyčejné hvězdy. Materiál, který na něj padá během procesu narůstání, se zahřívá natolik, že produkuje rentgenové záření. Pulsní rentgenové paprsky jsou viditelné, když horké skvrny na rotujícím pulsaru procházejí linií pohledu ze Země.
U binárních systémů obsahujících neznámý objekt tato informace pomáhá rozlišit, zda se jedná o neutronovou hvězdu, nebo například o černou díru, protože černé díry jsou mnohem hmotnější.
Astronomové studovali oblohu od nepaměti. Až s výrazným skokem ve vývoji techniky se však vědcům podařilo objevit objekty, o kterých se předchozím generacím astronomů ani nezdálo. Jedním z nich byly kvasary a pulsary.
Navzdory obrovským vzdálenostem k těmto objektům byli vědci schopni studovat některé jejich vlastnosti. Ale i přes to stále skrývají mnoho nevyřešených tajemství.
Co jsou to pulsary a kvasary
Pulsar, jak se ukázalo, je neutronová hvězda. Jeho objeviteli byli E. Hewish a jeho postgraduální student D. Bell. Byli schopni detekovat pulzy, což jsou úzce nasměrované proudy záření, které se stávají viditelné v určitých časových intervalech, protože k tomuto efektu dochází v důsledku rotace neutronových hvězd.
K výraznému zhuštění magnetického pole hvězdy a její samotné hustotě dochází při její kompresi. Může se zmenšit na velikosti několika desítek kilometrů a v takových chvílích rotace probíhá neuvěřitelně vysokou rychlostí. Tato rychlost v některých případech dosahuje tisícin sekundy. Odtud pocházejí elektromagnetické vyzařované vlny.
Kvasary a pulsary lze nazvat nejneobvyklejšími a nejzáhadnějšími objevy v astronomii. Povrch neutronové hvězdy (pulsaru) má menší tlak než její střed, z tohoto důvodu se neutrony rozpadají na elektrony a protony. Elektrony jsou urychlovány neuvěřitelnou rychlostí díky přítomnosti silného magnetického pole. Někdy tato rychlost dosahuje rychlosti světla, což má za následek vymrštění elektronů z magnetických pólů hvězdy. Dva úzké svazky elektromagnetických vln – přesně tak vypadá pohyb nabitých částic. To znamená, že elektrony vyzařují záření ve směru jejich směru.
Pokračování v seznamu neobvyklé jevy spojené s neutronovými hvězdami, je třeba poznamenat jejich vnější vrstvu. V této sféře jsou prostory, ve kterých nemůže být jádro zničeno kvůli nedostatečné hustotě hmoty. Důsledkem toho je pokrytí nejhustší kůry v důsledku tvorby krystalová struktura. V důsledku toho se hromadí napětí a v určitém bodě tento hustý povrch začne praskat. Vědci tomuto jevu přezdívali „hvězdné zemětřesení“.
Pulsary a kvasary zůstávají zcela neprozkoumané. Ale kdyby nám úžasný výzkum řekl o pulsarech nebo o tzv. Zatímco neutronové hvězdy obsahují spoustu nových věcí, kvasary udržují astronomy v nejistotě z neznáma.
Svět se poprvé dozvěděl o kvasarech v roce 1960. Objev uvedl, že se jedná o objekty s malými úhlovými rozměry, které se vyznačují vysokou svítivostí a podle své třídy patří k extragalaktickým objektům. Z toho důvodu, že mají docela malý úhlová velikost, dlouhá léta se věřilo, že to byly jen hvězdy.
Přesný počet objevených kvasarů není znám, ale v roce 2005 byly provedeny studie, ve kterých bylo 195 tisíc kvasarů. Zatím o nich není známo nic dostupného pro vysvětlení. Existuje mnoho domněnek, ale žádný z nich nemá žádné důkazy.
Astronomové pouze zjistili, že v časovém úseku necelých 24 hodin vykazuje jejich jasnost dostatečnou variabilitu. Na základě těchto údajů lze zaznamenat jejich relativně malou velikost oblasti záření, která je srovnatelná s velikostí sluneční soustava. Nalezené kvasary existují ve vzdálenostech až 10 miliard světelných let. Bylo je možné vidět díky jejich nejvyšší úroveň zářivost
Nejbližší takový objekt naší planetě se nachází přibližně 2 miliardy světelných let daleko. Možná budoucí studie a ty, které se v nich používají nejnovější technologie poskytne lidstvu nové poznatky o bílých skvrnách ve vesmíru.
