Language
Country/Area
No result found
От звезд до пульсаров: что делает процесс формирования миллисекундных пульсаров таким удивительным?
Миллисекундные пульсары (MSP) — это пульсары с периодом вращения менее 10 миллисекунд. Эти объекты были обнаружены в электромагнитном спектре в радио-, рентгеновских и гамма-лучах. Ученые полагают, что образование миллисекундных пульсаров связано с массопереносом звезд-компаньонов. Обычно считается, что это старые, быстро вращающиеся нейтронные звезды, которые «перерабатываются» или ускоряются за счет аккреции вещества звезды-компаньона в тесную двойную звезду. система. Поэтому миллисекундные пульсары иногда называют рециклирующими пульсарами.
Происхождение миллисекундных пульсаров связано с маломассивными рентгеновскими двойными звездными системами, в которых рентгеновские лучи испускаются аккреционным диском нейтронных звезд.
Согласно текущим исследованиям, процесс формирования миллисекундных пульсаров мог иметь по крайней мере два различных механизма эволюции. Эти механизмы могут объяснить, почему некоторые молодые миллисекундные пульсары имеют относительно сильные магнитные поля, такие как PSR B1937+21. Согласно исследованиям Бюлента Кизилтана и С.Э. Торсетта (UCSC), это новое открытие означает, что традиционные эволюционные модели недостаточны для объяснения развития всех миллисекундных пульсаров. Примечательно, что многие миллисекундные пульсары сконцентрированы в шаровых скоплениях, что согласуется с гипотезой их формирования с ускорением вращения, поскольку высокая звездная плотность этих скоплений увеличивает шансы пульсара захватить большую звезду-компаньон.
В настоящее время известно, что в шаровых скоплениях находится около 130 миллисекундных пульсаров, в том числе 37 в Терзане 5, 22 в 47 Туканах и по 8 в M28 и M15 каждый.
Предел скорости вращения пульсара
В 1982 году PSR B1937+21 стал первым обнаруженным миллисекундным пульсаром. Его скорость вращения составляет около 641 раз в секунду, и он до сих пор остается вторым по скорости из известных миллисекундных пульсаров. Самый быстро вращающийся пульсар из известных в 2023 году, PSR J1748-2446ad, вращается со скоростью 716 раз в секунду. Существующие модели структуры и эволюции нейтронных звезд предсказывают, что если пульсары достигнут скорости вращения около 1500 об/мин и выше, они могут распасться, а при скорости выше 1000 об/мин они будут терять энергию быстрее, чем поглощать. Скорость ускорения процесса интеграции. .
В 2007 году данные рентгеновского детектора времени Росси и космического корабля ИНТЕГРАЛ обнаружили нейтронную звезду под названием XTE J1739-285 со скоростью вращения 1122 Гц. Однако этот результат не является статистически значимым.
Под воздействием гравитационного излучения скорость вращения миллисекундных пульсаров может замедлиться. Один из рентгеновских пульсаров, IGR J00291+5934, со скоростью вращения 599 оборотов в секунду, может стать сильным кандидатом для обнаружения гравитационных волн в будущем.
Обнаружение гравитационных волн с помощью пульсаров
Гравитационные волны — важное предсказание общей теории относительности Эйнштейна, возникающие в результате движения большого количества материи и колебаний в ранней Вселенной. Пульсар — это быстро вращающаяся нейтронная звезда с сильными магнитными свойствами, которая обычно образуется после взрыва сверхновой. Благодаря своей стабильности пульсары можно использовать для обнаружения гравитационных волн - идея, впервые предложенная Сажиным и Детвейлером в 1970-х годах.
Пульсары считаются эталонными часами, которые посылают сигналы синхронизации на одном конце, пока наблюдатель находится на Земле.
Когда проходят гравитационные волны, они вызывают возмущения в местной метрике пространства-времени, тем самым влияя на наблюдаемую частоту вращения пульсара. В 1983 году Хеллингс и Даунс расширили эту концепцию, предположив, что обширная сеть пульсаров может обнаруживать изменяющийся во времени фон гравитационных волн. В начале 1980-х годов, с открытием первых миллисекундных пульсаров, Фостер и Бэкер улучшили чувствительность обнаружения гравитационных волн.
В последующие годы, с развитием систем сбора цифровых данных и открытием новых миллисекундных пульсаров, чувствительность обнаружения гравитационных волн продолжала расти. В июне 2023 года NANOGrav опубликовал данные за 15 лет и предоставил первые доказательства существования гравитационно-волнового фона. Кривые Хеллингса-Даунса этих наблюдений являются четким указанием на источник гравитационных волн.
Формирование миллисекундных пульсаров и исследование ими Вселенной не только раскрывает эволюцию Вселенной, но и заставляет нас задуматься о том, сколько неизвестных процессов ждет нас для исследования и понимания в этом огромном море звезд ?
