О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Победобесие
Читайте нас:

статья Астрономы отыскали "недостающее звено" в эволюции миллисекундных пульсаров

Максим Борисов, 24.05.2009
Нейтронная звезда с аккреционным диском (слева) питается веществом звезды-компаньона (справа). Рисунок Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF с сайта www.nrao.edu
Нейтронная звезда с аккреционным диском (слева) питается веществом звезды-компаньона (справа). Рисунок Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF с сайта www.nrao.edu
справка Справка

Нейтронные звезды

- очень компактные и плотные объекты с массами около полутора солнечных и радиусом порядка 10 километров. Плотность в центре такой "звезды" в несколько раз превышает ядерную. В основном нейтронные звезды состоят из вырожденных нейтронов с малой примесью вырожденных протонов и электронов и только самые внешние слои - твердая кора - содержат железо с примесью Cr, Ni, Co. Гидростатическое равновесие в них поддерживается давлением вырожденного нейтронного газа. Образование нейтронных звезд происходит в процессе гравитационного коллапса на конечных стадиях эволюции достаточно массивных звезд (в несколько раз превышающих массу Солнца). Большинство известных на сегодня нейтронных звезд являются пульсарами (обнаружены в 1967 году).


Нейтронная звезда с аккреционным диском (слева) питается веществом звезды-компаньона (справа). Рисунок Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF с сайта www.nrao.edu

Международной группе астрономов удалось обнаружить уникальный объект - тесную двойную звездную систему, представляющую собой своего рода "недостающее звено" в эволюции миллисекундных пульсаров (millisecond pulsar - MSP) - то есть самых быстровращающихся звезд (точнее, звездных остатков) во Вселенной. Об этом рассказывается в онлайновой публикации журнала Science от 21 мая 2009 года. В число авторов, среди которых ученые из США, Австралии, Канады и Нидерландов, входит и российский астрофизик Владислав Кондратьев, сотрудник Астрокосмического центра ФИАН. Ведущий автор статьи - аспирантка Энн Арчибальд (Anne Archibald) из канадского Университета МакГилл (McGill University, Монреаль).

Как известно, пульсары представляют собой сверхплотные звездные остатки - нейтронные звезды, родившиеся в результате взрывов массивных звезд, вспыхивающих в виде сверхновых. Их мощнейшее магнитное поле порождает "эффект маяка" - когда узкие пучки излучения (например, радиоволны) "сканируют" окружающее пространство, следуя за вращением небесного тела. Большинство таких пульсаров вращается с частотой, исчисляемой десятками оборотов в секунду, и постепенно - в течение тысячелетий - замедляется. Однако некоторые из пульсаров (получивших, соответственно, наименование миллисекундных) умудряются делать сотни оборотов в секунду.

Астрономы давно уже склоняются к простой теории: столь быстрое вращение они объясняют раскруткой, вызванной падением вещества (под некоторым углом) с близкой звезды-компаньона (т.е. должны быть периоды, в которые пульсары не замедляются, а, наоборот, раскручиваются). В тесных двойных системах часть внешней оболочки "нормальной" звезды может попасть в так называемую полость Роша ее компактного спутника (где гравитация "малютки" мощнее), быть перетянутой в его "зону ответственности". При этом устремляющийся к компактному объекту материал образует так называемый аккреционный диск, вращающийся вокруг нейтронной звезды и постепенно выпадающий на ее поверхность. В ходе подобных "приступов обжорства" регистрация радиоимпульсов, служащих основной характеристикой пульсара, прекращается. Соответственно, по мере того, как потоки вещества, выпадающего на нейтронную звезду, иссякают, радиоволны вновь начинают до нас доходить, и объект опять восстанавливает свой статус пульсара.

Именно такая последовательность событий, по-видимому, и наблюдалась в двойной звездной системе J1023, находящейся от нас на расстоянии примерно 4 тысяч световых лет в созвездии Секстанта. Миллисекундный пульсар в этой системе был зарегистрирован в 2007 году с помощью радиотелескопа имени Роберта Бёрда в Грин-Бэнке (Robert C. Byrd Green Bank Telescope - GBT), принадлежащего американскому Национальному научному фонду (National Science Foundation - NSF). Этот телескоп находится в Западной Вирджинии. Задним числом тот же объект астрономы отыскали и в данных другого радиотелескопа - VLA (Very Large Array, Радиотелескоп с очень большой базой, Нью-Мексико, США) - в обзоре за 1998 год - и - уже в оптическом диапазоне - среди фотографий Слоановского цифрового обзора неба (Sloan Digital Sky Survey - SDSS) за 1999 год. Правда, там этот двойной объект выглядел просто как звезда наподобие Солнца (более чем вдвое уступающая ему по своей массе).

В 2000 году облик системы J1023 значительно изменился, при этом появились признаки наличия аккреционного диска (образовавшегося, несомненно, возле нейтронной звезды). К маю 2002 года свидетельства существования аккреционного диска пропали. "Это странное поведение озадачило астрономов, появилось сразу несколько разных теорий, объясняющих эту странность", - говорит Ингрид Стэйрс (Ingrid Stairs) из канадского Университета Британской Колумбии (University of British Columbia - UBC, Ванкувер), работавшая в этом году с Радиотелескопом в Парксе (Parkes) Австралийского национального агентства телескопических наблюдений (Australia Telescope National Facility - ATNF).

Наблюдения с помощью телескопа имени Роберта Бёрда в 2007 году свидетельствуют о том, что объект представлял собой в тот момент миллисекундный пульсар, делавший 592 оборота в секунду. Однако до сих пор ни у одного миллисекундного пульсара аккреционных дисков не обнаруживали. Аккреционные диски присутствуют у другого типа двойных звездных систем, именуемых маломассивными рентгеновскими двойными (low-mass X-ray binary - LMXB), которые также содержат быстро вращающуюся нейтронную звезду с аккреционным диском возле нее (рентгеновское излучение там возникает в результате разогрева быстро движущихся частиц вещества в диске от взаимного трения). Однако такие источники, в отличие от миллисекундных пульсаров, не излучают радиоволн. Довольно естественно предположить, что LMXBs находятся еще в процессе "раскрутки", после которой они утрачивают свой аккреционный диск и начинают излучать радиоволны в качестве (радио)пульсара. Значит, обнаруженный объект находится на той редкой стадии, когда он обладает признаками одновременно и LMXB, и пульсара, т.е. является искомым звеном, соединяющим два типа уже известных систем и - тем самым - ценнейшей "природной лабораторией".

В конце концов из-за слишком быстрого вращения "раскрученной" нейтронной звезды выпадение остатков материи компаньона на нее прекращается, уровень рентгеновского излучения тогда снижается, и нейтронная звезда начинает проявлять себя уже в виде испускающего почти исключительно радиоимпульсы миллисекундного пульсара.

Источники:
"Missing Link" Revealing Fast-Spinning Pulsar Mysteries
The cosmos is green: Researchers catch nature in the act of "recycling" a star
A Radio Pulsar/X-ray Binary Link

Ссылки:
Связь между радиопульсарами и рентгеновскими двойными
Пульсар переродился на глазах
Астрономы увидели, как рождаются звезды-пульсары
Астрономы увидели раскрутку нейтронной звезды

Максим Борисов, 24.05.2009


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама



Выбор читателей