So tako imenovani 'svetilniki' vesolja - vrteče se nevtronske zvezde, ki oddajajo usmerjen žarek elektromagnetnega sevanja, ki je viden le, če stojite na njegovi poti. Te zvezdne relikvije, znane kot pulsarji, so dobile ime zaradi načina, kako se zdi, da njihove emisije 'pulzirajo' v vesolje.
Ne samo, da so ti starodavni zvezdni predmeti zelo fascinantni in osupljivi za opazovanje, ampak so zelo koristni tudi za astronome. To je posledica dejstva, da imajo redne rotacijske periode, ki proizvajajo zelo natančne notranje impulze – od milisekund do sekund.
Opis:
Pulsarji so vrste nevtronskih zvezd; mrtve relikvije masivnih zvezd. Kar loči pulzarje od običajnih nevtronskih zvezd, je, da so zelo magnetizirani in se vrtijo z ogromnimi hitrostmi. Astronomi jih zaznajo z radijskimi impulzi, ki jih oddajajo v rednih intervalih.
Umetnikov vtis naraščajočega rentgenskega milisekundnega pulsarja. Tekoči material iz spremljevalne zvezde tvori disk okoli nevtronske zvezde, ki je okrnjen na robu magnetosfere pulzarja. Zasluge: NASA / Goddard Space Flight Center / Dana Berry
tvorba:
Nastajanje pulzarja je zelo podobno nastanku nevtronske zvezde. Ko ogromna zvezda s 4 do 8-kratno maso našega Sonca umre, eksplodira kot supernova. Zunanje plasti se odnesejo v vesolje, notranje jedro pa se s svojo gravitacijo skrči navzdol. Gravitacijski pritisk je tako močan, da premaga vezi, ki držijo atome narazen.
Elektroni in protoni se z gravitacijo stisnejo skupaj, da nastanejo nevtroni. Gravitacija na površini nevtronske zvezde je približno 2 x 10enajstsila gravitacije na Zemlji. Tako najmasivnejše zvezde eksplodirajo kot supernove in lahko eksplodirajo ali se zrušijo v črne luknje. Če so manj masivni, kot je naše Sonce, razstrelijo svoje zunanje plasti in se nato počasi ohladijo kot beli palčki.
Toda za zvezde, ki imajo med 1,4 in 3,2-kratno maso Sonca, lahko še vedno postanejo supernove, vendar preprosto nimajo dovolj mase, da bi naredile črno luknjo. Ti predmeti srednje mase končajo svoje življenje kot nevtronske zvezde, nekateri od njih pa lahko postanejo pulsarji ali magnetarji. Ko te zvezde sesedejo, ohranijo svoj kotni zagon.
Toda z veliko manjšo velikostjo se njihova hitrost vrtenja dramatično poveča in se vrti večkrat na sekundo. Ta sorazmerno majhen, super gost predmet oddaja močan udar sevanja vzdolž svojih magnetnih silnic, čeprav ta žarek sevanja ni nujno poravnan z njegovo osjo vrtenja. Torej so pulsarji preprosto vrteče se nevtronske zvezde.
In tako od tu na Zemlji, ko astronomi zaznajo intenziven žarek radijskih emisij večkrat na sekundo, ko se vrti naokoli kot žarek svetilnika – to je pulsar.
Zgodovina:
Prvi pulsar sta leta 1967 odkrila Jocelyn Bell Burnell in Antony Hewis, znanstveno skupnost pa je presenetil z rednimi radijskimi emisijami, ki jih je oddajal. Zaznali so skrivnostno radijsko oddajanje, ki prihaja iz fiksne točke na nebu in je doseglo vrh vsakih 1,33 sekunde. Te emisije so bile tako redne, da so nekateri astronomi mislili, da bi to lahko bil dokaz komunikacije inteligentne civilizacije.
Čeprav sta bila Burnell in Hewis prepričana, da ima naravni izvor, sta ga poimenovala LGM-1, kar pomeni 'mali zeleni možje', kasnejša odkritja pa so astronomom pomagala odkriti pravo naravo teh čudnih predmetov.
Astronomi so teoretizirali, da gre za hitro vrteče se nevtronske zvezde, to pa je dodatno podprlo odkritje pulzarja z zelo kratkim obdobjem (33 milisekund) v Rakovi meglici. Doslej so jih našli skupno 1600, najhitrejši odkrit pa odda 716 impulzov na sekundo.
Kasneje so v binarnih sistemih našli pulsarje, ki so pomagali potrditi Einsteinovo teorijo splošne relativnosti. In leta 1982 so našli pulzar s časom vrtenja le 1,6 mikrosekunde. Pravzaprav so bili odkriti prvi ekstrasolarni planeti, ki so jih kdajkoli odkrili, ki krožijo okoli pulzarja - seveda ne bi bilo zelo primerno za bivanje.
Zanimiva dejstva:
Ko se pulsar prvič oblikuje, ima največ energije in najvišjo hitrost vrtenja. Ko sprošča elektromagnetno moč skozi svoje žarke, se postopoma upočasni. V 10 do 100 milijonih let se upočasni do te mere, da se njeni žarki izklopijo in pulsar utihne.
Ko so aktivni, se vrtijo s tako nenavadno pravilnostjo, da jih astronomi uporabljajo kot merilnike časa. Pravzaprav pravijo, da si nekatere vrste pulsarjev tekmujejo atomske ure v njihovi točnosti pri merjenju časa.
Pulsarji nam pomagajo tudi pri iskanju gravitacijskih valov, sondiranju medzvezdnega medija in celo iskanju zunajsončnih planetov v orbiti. Pravzaprav prvi ekstrasolarni planeti so odkrili okoli pulzarja leta 1992, ko sta astronoma Aleksander Wolszczan in Dale Frail napovedala odkritje večplanetnega planetarnega sistema okoli PSR B1257+12 – milisekundni pulsar, za katerega je zdaj znano, da ima dva ekstrasolarna planeta.
Umetnikov vtis planetov, ki krožijo v orbiti PSR B1257+12. Zasluge: NASA/JPL-Caltech/R. Poškodovan (SSC)
Predlagali so celo, da bi jih vesoljska plovila lahko uporabila kot svetilnike za pomoč pri navigaciji po Osončju. Na Nasinem vesoljskem plovilu Voyager so zemljevidi, ki prikazujejo smer Sonca do 14 pulsarjev v naši regiji. Če bi vesoljci želeli najti naš domači planet, ne bi mogli zahtevati natančnejšega zemljevida.
Na Universe Today smo napisali veliko člankov o zvezdah. Tukaj je članek o a na novo odkrit pulsar žarkov gama , in tukaj je članek o tem, kako milisekundni pulsarji se vrtijo tako hitro .
Če želite več informacij o zvezdah, si oglejte Hubblesiteova sporočila novic o zvezdah , in tukaj je domača stran zvezd in galaksij .
Posneli smo več epizod Astronomy Cast o zvezdah. Tukaj sta dva, ki bi se vam lahko zdela v pomoč: Epizoda 12: Od kod prihajajo otroške zvezde , in Epizoda 13: Kam gredo zvezde, ko umrejo ?
Podcast (avdio): Prenesi (Trajanje: 4:18 — 3,9 MB)
naroči se: Apple Podcasti | RSS
Podcast (video): Prenesi (67,8 MB)
naroči se: Apple Podcasti | RSS
