ПУЛЬСА́РЫ

Модель излучения пульсара.

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.