Language
Country/Area
No result found
Почему миллисекундные пульсары часто появляются в шаровых скоплениях? В чем их загадочная связь?
Миллисекундные пульсары (MSP) — это пульсары с периодами менее десяти миллисекунд, и одной из главных проблем является то, почему они часто встречаются в шаровых скоплениях. Плотная среда этих скоплений может быть связана с процессом формирования миллисекундных пульсаров, что представляет собой интересную и важную астрономическую проблему.
Обычно считается, что миллисекундные пульсары произошли от маломассивных рентгеновских двойных систем.
Традиционная теория утверждает, что миллисекундные пульсары — это старые нейтронные звезды, которые поглотили материю и увеличили свою скорость. В такой двойной системе внешние слои звезды-компаньона могут вливаться в аккреционный диск нейтронной звезды, что может ускорить вращение пульсара до сотен раз в секунду, что мы и наблюдаем. Характеристики миллисекундных пульсаров.
Однако с развитием технологий наблюдения астрономы обнаружили, что одна эволюционная модель не может объяснить все миллисекундные пульсары. В частности, для некоторых молодых миллисекундных пульсаров, имеющих относительно высокую напряженность магнитного поля, таких как PSR B1937+21, в этих случаях исследователи предположили по крайней мере два различных процесса формирования. Конкретные механизмы этих процессов остаются загадкой.
В настоящее время известно около 130 миллисекундных пульсаров, расположенных в шаровых скоплениях.
Исследование показало, что окружение этих шаровых скоплений особенно плотное, а это значит, что вероятность того, что пульсары захватят спутники или взаимодействуют с другими звездами, значительно возрастает. Возьмем в качестве примера Terzan 5, который содержит 37 миллисекундных пульсаров. Другое известное звездное скопление, 47 Tucanae, также имеет 22 открытых пульсара. Эти плодовитые пульсары предоставляют астрономам ценные возможности для дальнейших исследований.
Ограничение скорости вращения пульсара
Впервые обнаруженный в 1982 году, миллисекундный пульсар PSR B1937+21 вращается со скоростью около 641 раз в секунду, что делает его вторым по скорости пульсаром на сегодняшний день. PSR J1748-2446ad был обнаружен в 2004 году и вращается со скоростью 716 раз в секунду, что делает его самым быстрым из известных пульсаров.
Современные модели предсказывают, что пульсар коллапсирует, когда он вращается быстрее, чем примерно 1500 раз в секунду.
Эти явления не только послужили толчком к глубоким исследованиям структуры и эволюции нейтронных звезд, но и заставили нас переосмыслить связь между скоростью вращения и гравитационными волнами. Исследования показали, что пульсары, которые вращаются быстрее 1000 раз в секунду, будут терять энергию из-за гравитационного излучения, и ожидается, что различные наблюдательные проекты, которые в настоящее время реализуются, прольют дополнительный свет на эту перспективу.
Обнаружение гравитационных волн с помощью пульсаров
Гравитационные волны являются важным предсказанием общей теории относительности Эйнштейна, возникающим из крупномасштабного движения материи и флуктуаций в ранней Вселенной. Быстро вращающиеся пульсары обладают уникальными часовыми свойствами, которые делают их идеальными кандидатами для изучения гравитационных волн. Говорят, что, отслеживая сигналы, излучаемые пульсарами, ученые могут обнаружить колебания пространства-времени, вызванные гравитационными волнами.
Эта идея зародилась еще в конце 1970-х годов и продолжала развиваться с течением времени.
С появлением цифровых систем сбора данных и использованием новых радиотелескопов различные методы калибровки и анализа стали более совершенными, а чувствительность пульсаров как детекторов гравитационных волн многократно возросла. Каждый выпуск данных в рамках проекта NANOGrav, начатого в 2013 году, показывал более точные пределы фонового гравитационного излучения. Особенно в 2023 году, когда были опубликованы новые данные, впервые были получены доказательства существования гравитационного волнового фона, что в очередной раз принесло астрономическому сообществу свежие открытия.
Особые характеристики миллисекундных пульсаров делают их окном в понимание вселенной. Они могут не только обнаруживать гравитационные волны, но и предоставлять бесценные данные для изучения звездной эволюции, экзопланет, гравитационных полей и т. д. Первоначальное открытие планет вокруг пульсаров заставило людей больше задуматься о возможности существования жизни во Вселенной. И по мере того, как наши знания о них будут углубляться, появятся ли другие неизвестные тайны Вселенной, ожидающие нашего исследования?
