Пульсары: Страница 4

Оглавление статей
Пульсары
Страница 2
Страница 3
Страница 4

Страница 4 из 4

 

 

Астрономы не сомневаются, что звезды испускают заряженные частицы. Определенно это известно для Солнца: солнечный ветер представляет собой поток заряженных частиц. В нейтронной звезде заряженные частицы, вероятно, выбрасываются из магнитных полюсов, а затем ускоряются переменными электрическими и магнитными полями. Ускоряясь, частицы излучают энергию. Заряженные частицы легче движутся вдоль силовых линий магнитного поля, чем поперек их, так что магнитные силовые линии действуют как коллиматор, или канал, собирая пучок частиц, подобно тому как рефлектор в прожекторе собирает свет в направленный луч. Итак, возникает коллимированный пучок заряженных частиц, которые могут порождать излучение в широком диапазоне: от самого коротковолнового рентгеновского до наиболее длинных радиоволн.

Острайкер и Ганн изучили взаимодействие частиц, испускаемых нейтронной звездой, с сильным вращающимся магнитным полем. Полученное ими математическое уравнение показывает, что поток энергии в электромагнитной волне направлен перпендикулярно волновому фронту. Частицы поглощают некоторую часть этой энергии и в результате удаляются от звезды также перпендикулярно волновому фронту. Они движутся на гребнях убегающих волн; подобно катающемуся на волнах пловцу, они ухватывают часть волны и выплывают из туманности, окружающей нейтронную звезду.

По мере удаления волнового фронта от звезды его влияние на частицы ослабевает и последние оставляют волну. Действием такого механизма можно объяснить рентгеновское излучение, приходящее от Крабовидной туманности. Таким образом, нейтронная звезда создает не только магнитные поля и частицы, но и механизм, благодаря которому возникают импульсы, регистрируемые на Земле. Некоторые ученые отвергают модель Острайкера и Ганна. Они считают, что с помощью такого механизма трудно объяснить направленность импульсов и разнообразие их достаточно сложных форм, наблюдаемые у различных пульсаров.

Существуют ли другие возможности генерации импульсов? Голд полагает, что пульсар выбрасывает с поверхности заряженные частицы (свободные электроны и протоны в виде плазменных облаков), которые распространяются вдоль силовых линий магнитного поля до тех пор, пока не достигнут светового цилиндра, и здесь они создают высокочастотное излучение синхротронного типа. По мнению Голда, плазма способна покидать поверхность звезды только в нескольких местах — горячих пятнах. Их можно рассматривать как отдаленную аналогию солнечных пятен. Голд утверждает, что частицы должны иметь скорости, близкие к скорости света, и излучать электромагнитную волну вдоль ребра светового цилиндра вращающейся нейтронной звезды, подобно тому как выбрасывается вода из шланга. Образуется пучок излучения, который напоминает луч прожектора, пронизывающий небо.

Ширина пучка излучения, уходящего из Крабовидной туманности, меньше 12°. Если это значение типично, то из каждых 30 пульсаров, излучающих таким образом, согласно статистике, только один может быть зарегистрирован на Земле.

Фрэнк Дрейк, изучая пульсары на радиообсерватории в Аресибо, обнаружил, что каждый из таких прожекторных пучков не однороден, а состоит из множества меньших пучков, которые выбрасываются подобно пулеметной очереди. Они направлены в разные стороны из области, где возникает излучение, но еще остаются в конусе, обрисовывающем пучок прожектора.

Механизм прожекторного луча объясняет, почему импульсное излучение наблюдается только у двух из двадцати возможных остатков сверхновых в Млечном Пути. Для того чтобы импульсы были зарегистрированы на Земле, здесь должен быть перехвачен луч прожектора. Если луч пройдет выше или ниже Земли, мы не узнаем, что звезда пульсар. Только четыре из десяти пульсаров имеют двойные импульсы; возможно, наличие двух импульсов объясняется большим числом горячих пятен. Не исключено и другое: существуют две независимые активные области, создающие излучение.

Хотя многие вопросы, касающиеся пульсаров и механизмов их излучения, остаются пока без ответа, астрономы надеются, что пульсары могут послужить важным средством для более глубокого изучения Млечного Пути. Изучение пульсаров весьма перспективно с точки зрения дальнейшего исследования эволюции звезд и поведения сверхплотного вещества в магнитных полях. Пульсары могут оказаться полезными для более точного определения межзвездных магнитных полей. Они могут также обогатить нас информацией об облаках заряженных частиц в межзвездном пространстве и дать детальную картину их тонкой структуры. Некоторые ученые рассматривают пульсары как новый тип точных астрономических часов; точность следования их импульсов настолько высока, что они могут быть  использованы для  проверки  общей  теории  относительности.

Итак, пульсары, открытые как побочный продукт изучения мерцаний астрономических объектов, превратились в новое и богатое направление исследований, которое обещает дать более ясную картину уникального типа звезд и непосредственно окружающего Нас космического пространства.

 

I.M. Levill «Beyond the known universe»

Перевод с английского канд. физ.-мат. наук Н.И. Шакуры

« Предыдущая — След.

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: :???: :?: :!: