Пульсары: Страница 2

Оглавление статей
Пульсары
Страница 2
Страница 3
Страница 4

Страница 2 из 4

 

 

Астрономы также исследовали колебания излучения, создаваемые парами звезд, обращающихся вокруг общего центра тяжести. Если при обращении белых карликов друг относительно друга их атмосферы почти соприкасаются, то минимальный период обращения составит 1,7 с, что в 50 раз превышает наименьшие периоды зарегистрированных импульсов. Есть и другое возражение против этой гипотезы. Если бы два плотных белых карлика обращались друг Относительно друга, то они должны были бы излучать мощные гравитационные волны, на что уходила бы энергия, и орбитальный период обеих звезд уменьшался бы. Но, как показывают наблюдения пульсаров, периоды их импульсов увеличиваются. Следовательно, белые карлики не решают проблемы.

И наконец, последний класс небесных тел, способных давать короткопериодические импульсы,— вращающиеся нейтронные звезды. Когда был проделан необходимый анализ, обнаружилось, что период пульсаций нейтронной звезды порядка 1/2000 с, пульсирующая нейтронная звезда не может быть таким объектом, поскольку период ее пульсаций слишком мал.

Нейтронная звезда рождается в результате коллапса обычной звезды, имеющей огромные размеры. В соответствии с законом сохранения полного момента количества движения нейтронная звезда, сжавшись до ничтожных размеров, должна вращаться с периодом 1/100 000 с. Однако при таком быстром вращении центробежные силы разорвали бы звезду. Поэтому астрономы полагают, что в процессе сжатия обычной звезды до размеров нейтронной каким-то, пока еще не ясным способом часть момента количества движения теряется и угловая скорость вращения звезды заметно уменьшается до 200 и менее оборотов в секунду. Уже упоминалось, что одним из путей диссипации энергии может быть излучение мощных гравитационных волн, но проблема гравитационных волн в целом до сих пор настолько туманна, что количественные расчеты пока невозможны.

Острайкер из Принстонского университета указывает, что энергия может диссипировать в виде волн магнитодипольного излучения (об этом мы поговорим позже). Такие волны, как он полагает, могут способствовать потере энергии и момента количества движения вращающейся звезды. Гипотетическое магнитное поле звезды, которое можно вычислить по скорости замедления пульсара в Крабовидной туманности, порядка 2,6 Х1012 гаусс. Каков механизм отвода энергии, точно не известно, но существуют две возможности. Первая, как уже указывалось,— излучение энергии гравитационными волнами, вторая — через магнитное поле. Ясно лишь, что нейтронные звезды представляют собой магнитные «головки», вращающиеся с большой скоростью.

Рассмотрим еще одну важную характеристику нейтронных звезд — мощные магнитные поля. Магнитное поле обычной звезды может быть порядка 1—2 гаусс — таково, например, общее поле Солнца — или несколько тысяч гаусс — величина, характерная для солнечных пятен. Массивные звезды имеют магнитные поля от нескольких сотен до 40 000 гаусс. Если массивная звезда начнет уменьшаться в размерах (сжиматься), магнитное поле на ее поверхности усилится: согласно закону сохранения магнитного потока, оно меняется обратно пропорционально квадрату радиуса звезды. Когда диаметр звезды окажется в два раза меньше начального, магнитное поле звезды увеличится в 4 раза, при уменьшении диаметра в 4 раза напряженность поля возрастет в 16 раз и т. д. Диаметр нейтронной звезды составляет примерно 1/100 000 диаметра звезды, из которой она родилась, и таким образом магнитное ноле при образовании нейтронных звезд увеличится в 100 000 X100 000 раз, то есть станет порядка 1012 гаусс, если первоначальное поле принять за 100 гаусс,

Итак, конечный результат коллапса — крошечная нейтронная звезда с температурой поверхности около 7 млн. К, вращающаяся с периодом меньше 1/50 с и обладающая сверхмощным магнитным полем на поверхности. Проблема заключается в том, чтобы как-то совместить эти параметры в пределах небольшой изящной схемы и попытаться таким путем объяснить наблюдаемые свойства пульсаров. Многие ученые уже высказывали предположение, что вращающиеся Нейтронные звезды могут оказаться ускорителями частиц, расположенными в центрах остатков некоторых сверхновых. Конкретную модель предложили два профессора Корнеллского университета, Томас Голд и Франко Пачини. Согласно их модели, вращающиеся нейтронные звезды с сильными магнитными/полями являются источниками частиц высоких энергий, и этим можно объяснить многие характеристики пульсаров. От этой модели до действительного объяснения ученым предстоит длинный и трудный путь, который еще далек от своего завершения, но суть уже ясна, что позволяет от общих рассуждений перейти к построению конкретной модели. Для этого мы вновь обратимся к Крабовидной туманности.

В ноябре 1968 г. астрономы Национальной радиоастрономической обсерваторий в Гринбэнке (Западная Виргиния, США) сообщили об открытии двух импульсных радиоисточников вблизи Крабовидной туманности. Месяц спустя на радиообсерватории в Аресибо (Пуэрто-Рико) один из этих источников был отождествлен с пульсаром в центре Крабовидной туманности, который излучал импульсы с периодом около 1/30 с. Тогда еще предполагалось, что точности следования импульсов значительно превосходит точность самых совершенных часов на Земле. Но уже через неделю астрономы в Аресибо обнаружили, что период пульсара увеличивается на 38 миллиардных долей секунды в сутки, или на 1,25 стотысячных секунды в год. И хотя это невероятно малая величина, ее нетрудно измерить.

Как известно, если период звезды увеличивается, то она теряет энергию. По периоду и другим характеристикам пульсара легко вычислить, что если он является вращающейся звездой, то она должна иметь массу и радиус нейтронной звезды, то есть масса пульсара должна быть порядка массы Солнца, а диаметр около 25 км. Следовательно, и наблюдения, и теория показали, что центральная звезда в Крабовидной туманности — пульсар с параметрами, типичными для вращающейся нейтронной звезды.

Возникла любопытная ситуация, которая в наши дни представляется вполне понятной, но казалась совершенно немыслимой в начале изучения пульсаров. Почему астрономы раньше не обнаружили активный пульсар в Крабовидной туманности? На этот вопрос нетрудно ответить: никто по-настоящему не знал, что нужно искать. Как только стало ясно, что там должен быть пульсар и должны излучаться радиосигналы, оптические и радиотелескопы оказались направленными на Крабовидную туманность с целью тщательно исследовать ее и установить, не является ли источником тех и других сигналов один объект.   После этого  и был отождествлен пульсар.


« ПредыдущаяСлед. »


Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о космосе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: