Российская Информационная Сеть
Астрономия и Космос Небесные тела Чёрные дыры и пульсары
 

Интерпретация: нейтронные звезды

 
Звезда

В астрономии известно немало звезд, блеск которых непрерывно меняется, то возрастая, то падая. Имеются звезды, их называют цефеидами (по первой из них, обнаруженной в созвездии Цефея), со строгопериодическими вариациями блеска. Усиление и ослабление яркости происходит у разных звезд этого класса с периодами от нескольких дней до года. Но до пульсаров никогда еще не встречались звезды со столь коротким периодом, как у первого "кембриджского" пульсара.

Вслед за ним в очень короткое время было открыто несколько десятков пульсаров, и периоды некоторых из них были еще короче. Так, период пульсара, обнаруженного в 1968 г. в центре Крабовидной туманности, составлял 0,033 с. Сейчас известно около четырех сотен пульсаров. Подавляющее их большинство- до 90% - имеет периоды в пределах от 0.3 до 3 с, так что типичным периодом пульсаров можно считать период в 1 с. Но особенно интересны пульсары-рекордсмены, период которых меньше типичного. Рекорд пульсара Крабовидной туманности продержался почти полтора десятилетия. В конце 1982 г. в созвездии Лисички был обнаружен пульсар с периодом 0,00155 с, т. е. 1,55 мс. Вращение с таким поразительно коротким периодом означает 642 об/с. Очень короткие периоды пульсаров послужили первым и самым веским аргументом в пользу интерпретации этих объектов как вращающихся нейтронных звезд. Звезда со столь быстрым вращением должна быть исключительно плотной. Действительно, само ее существование возможно лишь при условии, что центробежные силы, связанные с вращением, меньше сил тяготения, связывающих вещество звезды. Центробежные силы не могут разорвать звезду, если центробежное ускорение на экваторе Q2R меньше ускорения силы тяжести GM/R2.

Здесь M, R - масса и радиус звезды, Q - угловая частота ее вращения, G - гравитационная постоянная. Из неравенства для ускорений следует неравенство для средней плотности звезды

Q2R < GM/R2

M/R3 = p > Q2/G

Если взять период пульсара Крабовидной туманности P=0,033 с, то соответствующая ему частота вращения Q=2p/Р, составит приблизительно 200 рад/с. На этом основании найдем нижний предел его плотности

p > 6*1014 кг/м3

Это очень значительная плотность, которая в миллионы раз. превышает плотность белых карликов самых плотных из наблюдавшихся до того звезд. Оценка плотности по периоду "миллисекундного" пульсара, P=0,00155 с, Q=4000 рад/с, приводит к еще большему значению:

p > 2*1017 кг/м3

Эта плотность приближается к плотности вещества внутри атомных ядер: = 1018.

Столь компактными, сжатыми до такой высокой степени могут быть лишь нейтронные звезды: их плотность действительно близка к ядерной. Этот вывод подтверждается всей пятнадцатилетней историей изучения пульсаров. Но каково происхождение быстрого вращения нейтронных звезд-пульсаров? Оно несомненно вызвано сильным сжатием звезды при ее превращении из "обычной" звезды в нейтронную. Звезды всегда обладают вращением с той или иной скоростью или периодом: Солнце, например, вращается вокруг своей оси с периодом около месяца. Когда звезда сжимается, ее вращение убыстряется. С ней происходит то же, что с танцором на льду: прижимая к себе руки, танцор ускоряет свое вращение. Здесь действует один из основных законов механики - закон сохранения момента импульса (или момента количества движения). Из него следует, что при изменении размеров вращающегося тела изменяется и скорость его вращения; но остается неизменным произведение MQR2 (которое и представляет собой - с точностью до несущественного числового множителя - момент импульса). В этом произведении Q - частота вращения тела, M - его масса, R - размер тела в направлении, перпендикулярном оси вращения, который в случае сферической звезды совпадает. с ее радиусом. При неизменной массе остается постоянным произведение, и, значит, с уменьшением размера тела частота его вращения возрастает по QR2 закону: QR-2.

Нейтронная звезда образуется путем сжатия центральной области, ядра звезды, исчерпавшей запасы ядерного топлива. Ядро R=107муспевает еще предварительно сжаться до размеров белого карлика.

Дальнейшее сжатие до размера нейтронной звезды, означает уменьшение радиуса в тысячу раз. R=104 м.

Соответственно в миллион раз должна возрасти частота вращения и во столько же раз должен уменьшиться его период. Вместо, скажем месяца звезда совершает теперь один оборот вокруг своей оси всего за три секунды. Более быстрое исходное вращение дает и еще более короткие периоды. Сейчас известны не только пульсары, излучающие в радиодиапазоне, - их называют радиопульсарами, но и рентгеновские пульсары, излучающие регулярные импульсы рентгеновских лучей. Они тоже оказались нейтронными звездами; в их физике много такого, что роднит их с барстерами. Но и радиопульсары, и рентгеновские пульсары отличаются от барстеров в одном принципиальном отношении: они обладают очень сильными магнитными полями. Именно магнитные поля - вместе с быстрым вращением - и создают эффект пульсаций, хотя и действуют эти поля по-разному в радиопульсарах и пульсарах рентгеновских.

Онлайн-казино для азартных игроков! Онлайн-казино для азартных игроков!
Последнее время после ограничения игорного бизнеса в 2006 году, эта индустрия плавно перешла в интернет
Осиный яд помогает вылечить рак Осиный яд помогает вылечить рак
Британскими учеными было сделано открытие, которое позволит сохранить жизнь миллионам людей
Российские граждане начали экономить на путешествиях Российские граждане начали экономить на путешествиях
Как показывает анализ запросов пользователей в сервисе "Яндекс.Путешествия", российские граждане стали экономить на путешествиях и в последнее время все чаще предпочтение отдают отдыху в пределах России, - информирует РИА Новости

Астрономия и космос
Новости астрономии
История Астрономии
Астрономия сегодня
Небесные тела
Солнечная система
Законы космоса
Звёздные карты и календари
Знаменитые астрономы
Вселенная
Астрогалерея
Организации
Гостевая книга
Поделись опытом!!!
Астрономический словарь
Библиотека астронома
Поиск по сайту

Copyright © RIN 2003 -    
   Обратная связь    
Российская Информационная Сеть