Kas yra pulsar?
Impulsai yra kosminiai radijo, optinės, rentgeno ir (arba) gama spinduliuotės šaltiniai, kurie į Žemę patenka periodinių pliūpsnių (impulsų) pavidalu.
Pulsaras yra maža besisukanti žvaigždė. Žvaigždės paviršiuje yra skyrius, spinduliuojantis siaurą radijo bangų spindulį į kosmosą. Mūsų radijo teleskopai gauna šią spinduliuotę, kai šaltinis yra nukreiptas į Žemę. Žvaigždė sukasi ir radiacijos srautas nutrūksta. Kita žvaigždės revoliucija - ir mes vėl gauname jos radijo pranešimą.
Kaip veikia pulsaras?
Taip pat veikia švyturys su besisukančia lempa. Iš tolo jos šviesą suvokiame kaip pulsuojančią. Tas pats nutinka ir su pulsaru. Jos spinduliuotę suvokiame kaip radijo bangų spinduliuotės šaltinį, pulsuojantį tam tikru dažniu. Pulsarai priklauso neutroninių žvaigždžių šeimai. Neitroninė žvaigždė yra žvaigždė, likusi po katastrofiško milžiniškos žvaigždės sprogimo.
Pulsaras - neutroninė žvaigždė
Vidutinio dydžio žvaigždė, tokia kaip Saulė, yra milijoną kartų didesnė už tokią planetą kaip Žemė. Milžiniškos žvaigždės, esančios per 10, o kartais ir 1000 kartų daugiau nei Saulė. Neutroninė žvaigždė yra milžiniška žvaigždė, suspausta iki didelio miesto dydžio. Ši aplinkybė daro neutroninės žvaigždės elgesį labai keistą. Kiekvienos tokios žvaigždės masė yra lygi milžiniškajai žvaigždei, tačiau ši masė išspaudžiama ypač mažu tūriu. Vienas šaukštelis neutroninių žvaigždžių medžiagos sveria milijardą tonų.
Kaip formuojami pulsarai?
Štai kaip tai vyksta.Žvaigždei sprogus, jos likučiai suspaudžiami gravitacinių jėgų dėka. Mokslininkai šį procesą vadina žvaigždės žlugimu. Vystantis griūčiai, didėja gravitacijos jėga, o žvaigždės medžiagos atomai spaudžiami arčiau ir arčiau vienas kito. Esant normaliai būsenai, atomai yra dideliu atstumu vienas nuo kito, nes atomų elektronų debesys yra atstumiantys. Bet po milžiniškos žvaigždės sprogimo atomai yra taip stipriai suspaudžiami ir suspaudžiami, kad elektronai tiesiogine prasme suspaudžiami į atomų branduolius.
Atomo branduolys susideda iš protonų ir neutronų. Į branduolį įspausti elektronai reaguoja su protonais, ir dėl to susidaro neutronai. Laikui bėgant, visa žvaigždės medžiaga tampa milžinišku suspausto neutronų rutuliu. Gimsta neutroninė žvaigždė.
Kada atsirado pulsarai?
Mokslininkai mano, kad žvaigždžių pulsarai egzistavo nuo neatmenamų laikų. Bet kokiu atveju jie buvo ilgai prieš atidarant. Pirmieji jų egzistavimo įrodymai buvo gauti 1967 m. Lapkričio mėn., Kai keli radijo teleskopai Anglijoje rado anksčiau nežinomą radiacijos šaltinį danguje. Erdvėje yra daugybė radijo bangų šaltinių. Pavyzdžiui, tarpžvaigždinėje erdvėje dreifuojančios vandens ir amonio molekulės skleidžia radijo bangas. Šios bangos gaudomos radijo teleskopų antenų antenomis.
Naujas radijo bangų šaltinis vis dėlto nebuvo toks kaip kiti. Vyresnioji studentė Joslyn Bell tyrinėjo radijo bangas, kurias užfiksavo radijo teleskopo registratoriai.Ji atkreipė dėmesį į reguliariai pasikartojančius elektromagnetinės radiacijos pliūpsnius, kurie į teleskopo anteną atkeliavo 1,33733 sekundės intervalu.
Kai žinia apie Bello atradimą tapo vieša, kai kurie mokslininkai nusprendė, kad Bell priėmė svetimos civilizacijos žinią. Po kelių mėnesių buvo užfiksuotas dar vienas impulsinės radijo bangos šaltinis. Mokslininkai atsisakė savo dirbtinės kilmės idėjos. Buvo nuspręsta, kad šie šaltiniai yra superdenso žvaigždės. Dėl pulsuojančio radiacijos pobūdžio jie buvo vadinami pulsarais. Paaiškėjo, kad pulsarai buvo pačios neutroninės žvaigždės, kurias mokslininkai ilgai medžiojo. Nuo to laiko buvo atrasta šimtai tokių žvaigždžių.
Kodėl pulsoriai pulsuoja?
Mokslininkai mano, kad priežastis yra greitas jų sukimasis. Visos žvaigždės, kaip ir planetos, sukasi aplink jos ašį. Pavyzdžiui, saulė per mėnesį padaro vieną revoliuciją. Mažėjant besisukančio kūno dydžiui, jis pradeda suktis greičiau. Įsivaizduokite čiuožėją, besisukantį ant ledo. Kai jis prispaudžia rankas prie kūno, sukimasis smarkiai pagreitėja. Tas pats nutinka ir su superdense žvaigždėmis. Los Andželo dydžio pulsaras sukasi viena apsisukimu per sekundę. Kiti pulsarai gali suktis dar greičiau. Pulsoriai gali suktis greičiu iki 1000 apsisukimų per sekundę
Šiame sukime slypi pulsuojančios radiacijos priežastis. Pulsarus supa stiprus magnetinis laukas. Protonai ir elektronai juda išilgai šio magnetinio lauko jėgos linijų.Kaip žinote, magnetinio lauko stipris padidėja ties šiauriniu ir pietiniu magnetiniais poliais. Šiuose taškuose protonų ir elektronų greitis tampa labai didelis. Dėl šio pagreičio dalelės skleidžia energijos kvantas nuo rentgeno spindulių iki radijo bangų. Kadangi pulsaras sukasi, o radiacijos šaltinis sukasi su juo, mes impulsų spinduliuotę suvokiame tik tuo metu, kai šaltinis yra pasuktas Žemės link. Lygiai taip pat mes suvokiame švyturio šviesą su besisukančia lempa.