Пульсары  и их энергия* в систему ИМПЗС-R

...Ничего нет более простого, чем звезда...
А. С. Эддингтон
Введение
...
Нейтронные звезды и открытие пульсаров
Пульсары и туманности — остатки вспышек сверхновых звезд
Пульсары как источники радиоизлучения
О теории пульсаров
Рис.1.  Изменения вектора поляризации радиоизлучения пульсара PSR 0833—45 за время наблюдения одного импульса.
 
Рис.2. Схема строения магнитосферы пульсара. Rc — радиус светового цилиндра
Ри. 3. Схема «карандашной» (слева) и «веерной» диаграмм направленности излучения


XMM-Newton открыл нестабильную нейтронную звезду

Используя данные с космической обсерватории XMM-Newton, группа астрофизиков открыла нестабильное вращение нейтронной звезды RX J0720.4-3125. В основном нейтронные звезды вращаются и излучают стабильно, из-за чего служат точными астрономическими часами для жителей Земли.

Учёные обнаружили, что в течение последних четырёх с половиной лет температура объекта, названного RX J0720.4-3125, повышалась, тогда как согласно более ранним исследованиям она понижалась.

Учёные выявили, что этот эффект связан не так сильно с температурными колебаниями самой звезды, сколько с изменением её геометрии. Это можно объяснить тем, что объект RX J0720.4-3125 прецессирует и с течением времени представляется (см. анимацию) наблюдателям на Земле различными частями поверхности, имеющими разную температуру.

В модели звезды скачки излучения за такое малое время являются результатом прецессии звезды с периодом в 7-8 лет и появления полярных пятен на различных её частях.



Пульсар Вела и другие


Сверхбыстрый пульсар противоречит теории?


 Астрономам удалось определить скорость движения самого быстрого пульсара, который летит прочь из нашей Галактики. Полученные результаты наблюдений, по мнению авторов исследования, должны привести к пересмотру теории рождения и гибели звезд.
Исследование пульсара B1508+55 было проведено в рамках научного проекта по определению расстояний до пульсаров и параметров их движения.

Для изучения пульсара B1508+55 ученые из Корнелльского университета и Гарвард-Смитсонианского центра астрофизики воспользовались радиотелескопами VLBA (Very Long Baseline Array's telescopes), которые расположены на линии, протянувшейся на 8 тыс. км от Гавайев до Виргинских островов. В результате было установлено, что вращающаяся нейтронная звезда в настоящий момент находится на расстоянии 7,7 млн. световых лет от Земли. Телескопы VLBA помогли не только определить расстояние до пульсара, но и его скорость, которая составляет примерно 1 тыс. км/с, сообщает SpaceDaily.

Исследователи восстановили путь, пройденный звездой, и определили ее «место рождения». Пульсар B1508+55 образовался в результате взрыва сверхновой в созвездии Лебедя, где находится множество массивных звезд, многие из которых, возможно, тоже закончат свой жизненный путь взрывом сверхновой.

Д-р Джеймс Кордес вместе с коллегами измерил расстояние, пройденное звездой за 22 месяца, по небольшим отклонениям в ее положении, вызванным движением Земли вокруг Солнца. Полученный результат позволил определить скорость пульсара.

По мнению ученых, столь впечатляющую скорость образовавшаяся 2,5 млн. лет назад нейтронная звезда приобрела в результате взрыва сверхновой, и теперь она летит прочь из Галактики. Скорость пульсара так велика, что на него практически не действует гравитационное галактическое поле - расстояние от Лондона до Нью-Йорка пульсар пролетел бы за пять секунд.

Однако компьютерные модели, воспроизводящие процесс образования пульсара в результате взрыва сверхновой, не дают таких впечатляющих скоростей. Ученые делают вывод, что теория образования пульсаров должна быть пересмотрена и скорректирована на основе новых результатов наблюдений, поскольку полученные данные отличаются от сделанных ранее измерений исключительной точностью.

«Одна из главных проблем в современной астрономии – определение расстояний, - комментирует д-р Кордес. – В данном случае мы абсолютно уверены в том, что правильно оценили эту величину».

В последнее время пульсары преподносят астрономам немало сюрпризов. Недавно открытые «ближайшие родственники» пульсаров – так называемые объекты RRATs – только увеличили число загадок. Ученые пока не пришли к единому мнению относительно природы этих объектов: авторы открытия предполагают, что это небольшие, плотные нейтронные звезды, которые время от времени посылают нерегулярные мощные вспышки радиоизлучения, а сторонники менее консервативных теорий предлагают считать объекты RRATs промежуточной фазой превращения пульсара в магнетар в конце жизненного цикла звезды.



 

Астрономы обнаружили ближайших родственников радиопульсаров. Ими стали космические объекты, посылающие нерегулярные мощные вспышки радиоизлучения.
Международная команда астрономов из Великобритании, США, Австралии, Италии и Канады, используя радиотелескоп CSIRO Parkes в обсерватории на востоке Австралии, обнаружила серию новых космических объектов. Предполагается, что это небольшие, плотные нейтронные звезды, которые время от времени посылают нерегулярные мощные вспышки радиоизлучения, сообщает Nature.

Участники исследования считают, что необычные объекты открывают новую страницу в астрономии. Новый класс объектов назван Rotating Radio Transients (с) – «вращающиеся радиотранзиенты». Их можно было бы отнести к радиопульсарам – небольшим звездам, излучающим радиоволны через определенные промежутки времени, однако новые объекты гораздо многочисленнее своих ближайших родственников – на сегодняшний день их обнаружено уже 11.

Длительность отдельных вспышек радиоизлучения этих необычных объектов составляет от 2 до 30 мс. Промежуток между нерегулярными вспышками – от 4 мин. до 3 ч.

Ученые обнаружили RRATs во время наблюдения за обычными пульсарами. «Обнаружить RRATs было непросто, - говорит д-р Дик Манчестер (Dick Manchester), участник исследования и известный охотник за пульсарами. – Ежедневный «сеанс связи» с одним из подобных объектов длился менее секунды. Поскольку это нерегулярные вспышки, их сложно отличить от радиопомех и сигналов от других источников».

Астрономы установили, что у 10 из 11 новых объектов временной интервал между вспышками радиоизлучения кратен 0,4-7 с. На основании этих наблюдений астрономы сделали вывод, что это новый тип вращающихся нейтронных звезд, которые посылают радиосигналы нерегулярно. Почему это происходит, ученым еще предстоит выяснить.

Поскольку объекты RRATs большую часть времени «молчат», их сложно обнаружить. Вероятно, в нашей Галактике их гораздо больше – по предварительным оценкам ученых, около 100 тыс. Астрономы сходятся во мнении, что новые объекты не являются двойными звездными системами, а также высказывают предположение, что RRATs представляют собой одну из последних стадий жизненного цикла звезды.

Согласно общепринятым теоретическим представлениям, на этапе умирания одни звезды становятся белыми карликами, другие взрываются с образованием сверхновой, третьи превращаются в нейтронные звезды. Некоторые нейтронные звезды, так называемые магнетары, обладают огромным магнитным полем и испускают рентгеновское и гамма-излучение. Пульсары излучают радиоволны.

Любопытно, что один из объектов RRATs излучает не только радиоволны, но и испускает рентгеновские лучи. Поэтому, считают ученые, объекты RRATs скорее всего являются промежуточной фазой превращения пульсара в магнетар. Это могло бы, по выражению одного из авторов открытия, «заполнить промежуток» между пульсарами и магнетарами, однако эту теорию астрономы смогут подтвердить или опровергнуть только после более тщательного изучения новых объектов.



Двойная черная дыра в 3C 75


Диск вокруг аномального пульсара

По данным инфракрасных наблюдений на Спитцере обнаружен диск вокруг одного из аномальных рентгеновских пульсаров (4U 0142+61). Диск легкий (около 10 масс Земли). Он не существенен в смысле аккреции на нейтронную звезду. Мы видим диск лишь потому, что он освещается потоком рентгеновских лучей от аномального пульсара. То, что это диск, а не оболочка, доказывается тем, что оболочка с такими же инфракрасными характеристиками, давала бы слишком большое поглощение в рентгеновском и оптическом диапазонах, что не наблюдается. Диск достаточно далеко отстоит от нейтронной звезды. Внутренний радиус границы диска состявляет несколько радиусов Солнца, т.е. более миллиона километров (радиус самой нейтронной звезды - около 10 км).
Такие диски естественным образом должны возникать в процессе т.н. "обратной аккреции" (fallback) после взрыва сверхновой, когда часть вещества не улетает "на бесконечность", а или выпадает обратно на нейтронную звезду, или остается вращаться вокруг нее в виде диска.

Аномальные рентгеновские пульсары считаются кандидатами в магнитары - сильно замагниченные нейтронные звезды, расходующие энергию этого поля. Данное открытие во многом поддерживает эту гипотезу, т.к. окончательно закрывает одну из альтернатив - теорию, в которой роль источника энергии играет мощный диск вокруг нейтронной звезды (об этом можно кое-что посмотреть, например, в моей презентации "Зоопарк нейтронных звезд").

Инфракрасные данные есть еще для трех аномальных рентгеновских пульсаров. Но там они (пока) не столь детальны. Можно ожидать, что такие остаточные диски являются общим свойством этого класса одиночных нейтронных звезд. Было бы интересно посмотреть, могут ли такие диски пережить период столь бурной активности, как те, что наблюдаются и источников мягких повторяющихся гамма-всплесков. Если окажется, что не могут, то тогда аномальные рентгеновские пульсары не являются "старшими братьями" (т.е. следующей эволюционной стадией) источников мягких повторяющихся гамма-всплесков. Кроме того, интересно посмотреть, пережил ли бы такой диск стадию существования сверхзамагниченной быстровращающейся нейтронной звезды. Если нет, то это было бы аргументом в пользу того, что магнитары появляются уже довольно медленно вращающимися. Это важно для выяснения механизм происхождения магнитного поля, т.к. для генерации его с помощью динамо-механизма быстрое вращение абсолютно необходимо. Так или иначе, но открытие этого диска очень важно для всей магнитарной астрофизики, а также для физики сверхновых.



Совещание: Нейтронные звезды и пульсары - почти 40 лет изучения
9.02.2006 23:20 | О. С. Бартунов/ГАИШ, Москва

Совещание по нейтронным звездам и пульсарам, приуроченное к 40-летию со дня их открытия, пройдет с 14 мая по 19 мая 2006 гг. в центре физики, Бад Хоннеф (Bad Honnef), Германия.




Небо в рентгеновских лучах


Как возникло золото?
- При столкновениях нейтронных звезд.


Черной дырой называется область пространства-времени, в которой гравитационное поле настолько сильно, что даже свет не может покинуть эту область. Это происходит, если размеры тела меньше его гравитационного радиуса rg...
Общая теория относительности А. Эйнштейна предсказывает удивительные свойства черных дыр, из которых важнейшее – наличие у черной дыры горизонта событий. Для невращающейся черной дыры радиус горизонта событий совпадает с гравитационным радиусом. На горизонте событий для внешнего наблюдателя ход времени останавливается. Космический корабль, посланный к черной дыре, с точки зрения далекого наблюдателя никогда не пересечет горизонт событий, а будет непрерывно замедляться по мере приближения к нему. Все, что происходит под горизонтом событий, внутри черной дыры, внешний наблюдатель не видит. Космонавт в своем корабле в принципе способен проникнуть под горизонт событий, но передать какую-либо информацию внешнему наблюдателю он не сможет. При этом космонавт, свободно падающий под горизонтом событий, вероятно, увидит другую Вселенную и даже свое будущее. Это связано с тем, что внутри черной дыры пространственная и временная координаты меняются местами и путешествие в пространстве здесь заменяется путешествием во времени. Еще более необычны свойства вращающихся черных дыр. У них горизонт событий имеет меньший радиус и погружен он внутрь эргосферы – такой области пространства-времени, в которой тела должны непрерывно двигаться, подхваченные вихревым гравитационным полем вращающейся черной дыры.
Столь необычные свойства черных дыр многим кажутся просто фантастическими, поэтому существование черных дыр в природе часто ставится под сомнение. Однако, согласно новейшим наблюдательным данным, черные дыры действительно существуют и им присущи удивительные свойства.


Астронет


Пульсары Рожденная на кончике пера
    Нейтронные звезды, которые часто называют «мертвыми», являются удивительнейшими объектами. Их изучение в последние десятилетия превратилось в одну из самых увлекательных и богатых открытиями областей астрофизики. Интерес к нейтронным звездам обусловлен не только загадочностью их строения, но и колоссальной плотностью, и сильнейшими магнитными и гравитационными полями. Материя там находится в особом состоянии, напоминающем огромное атомное ядро, и эти условия невозможно воспроизвести в земных лабораториях.
Пульсар - это просто огромный намагниченный волчок, крутящийся вокруг оси, не совпадающей с осью магнита. Если бы на него ничего не падало и он ничего не испускал, то его радиоизлучение имело бы частоту вращения и мы никогда бы его не услышали на Земле. Но дело в том, что данный волчок имеет колоссальную массу и высокую температуру поверхности, да и вращающееся магнитное поле создает огромное по напряженности электрическое поле, способное разгонять протоны и электроны почти до световых скоростей. Причем все эти заряженные частицы, носящиеся вокруг пульсара, зажаты в ловушке из его колоссального магнитного поля. И только в пределах небольшого телесного угла около магнитной оси они могут вырваться на волю (нейтронные звезды обладают самыми сильными магнитными полями во Вселенной, достигающими 1010-1014 гаусс, для сравнения: земное поле составляет 1 гаусс, солнечное - 10-50 гаусс). Именно эти потоки заряженных частиц и являются источником того радиоизлучения, по которому и были открыты пульсары, оказавшиеся в дальнейшем нейтронными звездами. Поскольку магнитная ось нейтронной звезды необязательно совпадает с осью ее вращения, то при вращении звезды поток радиоволн распространяется в космосе подобно лучу проблескового маяка - лишь на миг прорезая окружающую мглу.


Галерея пульсаров


Рентгеновские пульсары 


"молчаливые" пульсары


Тёмная энергия или Отрицательное Тяготение


"Зеркальная материя" - фантастика или вседовлеющая реальность?

Теория "Зеркальная материя" - это ещё одна из не слишком известных научных гипотез, говорящих о "других" формах материи, существующих во Вселенной. Но пока учёные не могут даже решить, "тёмная" и "зеркальная" материи - это одно и то же или нет?

Немного научно-популярной теории. Что такое "тёмная материя"?

Опять-таки, пока лишь теоретически существующая форма материи, невидимая, неизлучающая, взаимодействующая с "обычной" материей лишь через гравитацию. Согласно последним выкладкам астрономов, на долю "тёмной материи" может приходиться до 90% существующего во Вселенной вещества (стало быть, оставшиеся 10% - это "обычная" материя).

Тёмная материя - пока единственное объяснение особенностям вращения галактик и даже самого их существования в том виде, в котором они представляются нам - а вернее, могучим оптическим и рентгеновским телескопам, вроде Hubble и Chandra.

 
Например, некоторое время назад орбитальная рентгеновская обсерватория Chandra изучала галактику NGC 720. В результате наблюдений выяснилось, что она окутана несколько сплющенным, эллипсоидным облаком раскалённого газа, чья ориентация отличается от ориентации видимой части галактического вещества. Учёные тогда решили, что это явление можно объяснить только одним способом: газовое облако заключено в яйцеобразный кокон тёмной материи, который играет роль источника дополнительной гравитации. Не будь этого кокона, газ просто бы разлетелся во все стороны.

Как уже было сказано, физики учёные не могут пока разобраться, "тёмная" и "зеркальная" материя - это одно и то же, или нет? Очень похоже, впрочем, что да.

А вообще, откуда взялось теоретическое представление о существовании "зеркальной материи"?

Как сообщается в статье в журнале "Знание - Сила", ещё в 1950-е годы было обнаружено, что распад тяжелой нейтральной ядерной частицы (нейтрона) порождает электроны и нейтрино, почему-то асимметрично распределённые в пространстве... Эта ассиметрия была следствием другого, ещё более странного явления: ассиметричными оказались силы слабого взаимодействия! Все электроны и нейтрино (повторимся, все) оказывались "левозакрученными". С какой это стати, спрашивается? Убедительного и внятного ответа на этот вопрос не было и нет по-прежнему. Есть только теория, гласящая, что, помимо "нашего" мира с левозакрученными частицами, существует мир, "зеркальный" по отношению к нам. В нём наличествуют те же самые частицы, с теми же массами и зарядами, но только "правозакрученные".

 
Весьма соблазнительная картина и для поклонников Льюиса Кэрролла, и для серьёзных физиков. Один из наиболее рьяных адептов теории "зеркальной материи" - доктор Роберт Фут (Robert Foot), физик из Университета Мельбурна (Melbourne University), предполагает, что в природе могут существовать "зеркальные" звёзды, планеты и другие объекты, вплоть до целых галактик. Мы не можем увидеть их ровно по той же причине, по которой "тёмная материя" остаётся незримой: взаимодействие между двумя видами материи осуществляется только через силы гравитации.

Более того, доктор Фут и некоторые его коллеги полагают, что "зеркальная" и "тёмная" материи - это одно и то же. Хотя... Как сказано в статье "Знания - Сила", американский физик Джон Крамер (John Kramer) выдвигает убедительное возражение: зеркальная материя (если она вообще существует) должна быть (анти)симметрична обычной и по массе. Следовательно, её вещество может добавить к видимой массе Вселенной еще 10% - но никак не 90. Тоже ведь не поспоришь.

Так, а "зеркальная материя" - это, случаем, не антиматерия? Нет, она тут не при чём, говорит доктор Фут. Как известно, элементарные частица и античастица при столкновении аннигилируют, взаимно уничтожатся, выделив небольшое количество энергии. Что именно происходит между "зеркальной" и обычной частицами - науке пока неизвестно, затем что наблюдать "зеркальные" частицы пока никому не удавалось.



* Энергия от всех космических источников (кроме Солнца) очень мала 103 эрг. Этой энергии хватит только для того, чтобы нагреть один стакан воды на 10-7 градуса... (Однако на человека она все равно влияет).


Резюме
1) Принципы излучений пульсаров  (их геометрия) интересна и можно заложить в ИМПЗС-R.
В этом   скрипте  и в этом (набор пульсаров) задействовано 15 вариантов разных  геометрий, как бы сигналов.
2) Надо продолжить раскодировку пульсаров, а вдруг это разумные существа или сами или через них закодировали информацию (как это сделать - для начала составить алфавит сигналов и подавать на скрипт).
3) Аналогично можно заняться расшифовкой ДНК, ЭЭГ - получать информацию напрямую в словах.


Плутон - Предводитель холодных миров.
В 1992 году 86-летний профессор астрономии Клайд Томбо с нескрываемым волнением читал письмо, полученное им из Национального управления США по аэронавтике и космосу. Этот листок бумаги оказался весомее любых научных наград. Ведь с заданным в нем вопросом нельзя было обратиться ни к какому другому человеку в мире. NASA спрашивала разрешения на посещение Плутона — планеты, которую открыл Томбо. Это произошло еще в 1930 году, когда он был 24-летним лаборантом в Лоуэлловской обсерватории во Флагстаффе, на горном плато штата Аризона
Девятую планету Солнечной системы искали четверть века и обнаружили только в 1930 году. Возникла некая закономерность — каждый век открывается по одной планете: в XVIII веке был обнаружен Уран, в XIX — Нептун, а в XX — Плутон.


Тайнопись Пирамид


Солнечная система образовалась около 4,6 млрд. лет назад, и состоит из 9 планет – Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон, вращающихся вокруг своего центра – Солнца. Все планеты условно разделены на две большие группы имеющие схожий химический состав, среднюю плотность и сопоставимые размеры.
Внутренняя или земная группа - в нее входят Меркурий, Венера, Земля, Марс.
Внешняя группа - в нее входят Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
Планета Плутон, из-за своих особенностей ни входит, ни в одну из групп и рассматривается обособленно.



 Созвездия (с мощными картинками)