ПУЛЬСА́РЫ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ПУЛЬСА́РЫ (от англ. pulsars – pulsating stars), космич. источники импульсного электромагнитного излучения. Открыты в 1967 Э. Хьюишем с сотрудниками как источники импульсного радиоизлучения на частоте 81,5 МГц (Нобелевская пр., 1974). На 2014 известно более 2300 радиопульсаров, более 100 П., излучающих в гамма-диапазоне, десятки рентгеновских П. и неск. П. в оптич. диапазоне. Центр. тело П. – нейтронная звезда с массой порядка массы Солнца (2·1030 кг) и радиусом порядка 10 км. Такие объекты могут образовываться при взрывах сверхновых звёзд на поздних стадиях звёздной эволюции. Плотность в центре нейтронной звезды (порядка 1015 г/см3) больше плотности атомного ядра. При таких плотностях все атомные ядра распадаются и внутр. слои звезды состоят из сверхтекучих нейтронов, сверхпроводящих протонов и электронов. Ещё две особенности П. – очень сильные магнитные поля (на поверхности нейтронной звезды порядка 1012 Гс) и быстрое вращение (периоды вращения известных П. заключены в пределах от 1,4 мс до нескольких секунд). В этих условиях генерируются электрич. поля напряжённостью более 1010 В/см, которые отрывают от поверхности звезды электроны и ускоряют их до релятивистских скоростей.
При сильных магнитных полях вблизи поверхности звезды электроны быстро испускают фотоны и движутся дальше вдоль искривлённых магнитных силовых линий. Возникают т. н. излучение кривизны, с ним в осн. и связывают радиоизлучение П. На больших расстояниях от поверхности магнитное поле ослабевает и становится возможной генерация синхротронного излучения, которое может привести к заметной интенсивности излучения в оптич., рентгеновском и гамма-диапазонах. Возникающее излучение заключено в узком конусе, и если ось конуса наклонена к оси вращения нейтронной звезды, то для наблюдателя, луч зрения которого попадает в пределы этого конуса, возникает эффект маяка – наблюдатель видит один импульс за период вращения (рис.).
Когда нейтронная звезда находится в двойной звёздной системе, а её компаньон испускает мощный звёздный ветер, включается механизм аккреции вещества на нейтронную звезду. При этом её поверхность разогревается до темп-ры в миллионы градусов и начинает излучать в рентгеновском диапазоне. Вследствие вращения нейтронной звезды это излучение носит импульсный характер – наблюдается рентгеновский пульсар.
П. представляют собой уникальную физич. лабораторию с экстремальными свойствами материи. Малые размеры и импульсное излучение делают П. незаменимыми зондами межзвёздной среды. Изучение уширения импульсов вследствие рассеяния излучения, вариаций его интенсивности, запаздывания импульсов на низких радиочастотах, а также характера поляризации позволяет оценить плотность среды, её структуру и величину магнитного поля в разных направлениях в Галактике.
Стабильные интервалы между импульсами служат основой природного периодич. процесса, который можно использовать для построения новой «пульсарной» шкалы времени, не подверженной земному влиянию.