Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Crab pulsar )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Крабовый пульсар
Chandra-crab.jpg
Крабовидная туманность, в которой находится Крабовидный пульсар (красная звезда в центре). Изображение объединяет оптические данные от телескопа Хаббла (красным) и рентгеновские изображения от Чандры (синим цветом). НАСА / CXC / ASU / J. Hester et al. [1]
Данные наблюдений Epoch J2000       Equinox J2000
СозвездиеТелец
Прямое восхождение05ч 34м 31.97с
Склонение+ 22 ° 00 '52,1 "
Видимая звездная величина  (V)16,5
Характеристики
Эволюционный этапНейтронная звезда
Индекс цвета U − B-0,45
Индекс цвета B − V+0,5
Астрометрия
Собственное движение (μ) RA:  -14,7 ± 0,8 [2]  мсд / год
Декабрь:  2,0 ± 0,8 [2]  мсд / год
Расстояние2000 [2]  шт
Подробности
Радиус10  км
Яркость0,9  л ☉
Температурацентр (смоделирован): ~3 × 10 8 [3]  K,
поверхность: ~ 1,6 × 10 6  K
Вращение33,5028583 мс [2]
Возраст966 лет
Прочие обозначения
SNR G184.6-05.8, 2C 481, 3C 144.0, SN 1054A, 4C 21.19, NGC 1952, PKS 0531 + 219, PSR B0531 + 21, PSR J0534 + 2200, CM Tau.
Ссылки на базы данных
SIMBADданные

Crab Pulsar (PSR B0531 + 21) является относительно молодой нейтронной звезды . Звезда центральная звезда в Крабовидной туманности , остаток от сверхновой SN 1054 , который широко наблюдается на Земле в 1054 году [4] [5] [6] Открыта в 1968 году пульсар был первым , чтобы быть связаны с остатком сверхновой . [7]

Небо, видимое в гамма-лучах с помощью космического гамма-телескопа Ферми , показывает Крабовидный пульсар как один из самых ярких источников гамма-излучения в небе. Также видны Млечный Путь (в центре), другие яркие пульсары и блазар 3C 454.3 .

Крабовидный пульсар - один из очень немногих пульсаров, которые можно оптически идентифицировать. Оптический пульсар находится примерно в 20 км (12 миль) в диаметре и имеет период вращения около 33 миллисекунд, то есть, пульсар «пучков» выполнить около 30 оборотов в секунду. [3] Релятивистский ветер, исходящий от нейтронной звезды, генерирует синхротронное излучение , которое производит основную часть излучения туманности, видимого от радиоволн до гамма-лучей . Самая динамичная особенность внутренней части туманности - это точка, где экваториальный ветер пульсара врезается в окружающую туманность, образуя ударную волну.. Форма и положение этой детали быстро меняются, при этом экваториальный ветер проявляется в виде серии пучков, которые становятся круче, ярче, а затем блекнут по мере удаления от пульсара в основное тело туманности. Период вращения пульсара увеличивается на 38  наносекунд в сутки из-за большого количества энергии, уносимой пульсарным ветром. [8]

Крабовидная туманность часто используется в качестве источника калибровки в рентгеновской астрономии . Он очень яркий в рентгеновских лучах , а плотность потока и спектр, как известно, постоянны, за исключением самого пульсара. Пульсар подает сильный периодический сигнал, который используется для проверки синхронизации детекторов рентгеновского излучения. В рентгеновской астрономии иногда используются «краб» и «милликраб» в качестве единиц плотности потока. Милликраб соответствует плотности потока около2,4 × 10 −11  эрг  с −1  см −2 (2,4 × 10 -14  Вт / м 2 ) в рентгеновском диапазоне 2-10  кэВ , для «крабоподобного» рентгеновского спектра, который является примерно степенным по энергии фотонов: I  ~  E -1,1 . [ необходима цитата ] Очень немногие рентгеновские источники когда-либо превышают яркость одного краба.

История наблюдений [ править ]

Рентгеновский снимок Крабовидной туманности, сделанный Чандрой.

К 1939 году Крабовидная туманность была идентифицирована как остаток SN 1054. Затем астрономы начали поиск центральной звезды туманности. Было два кандидата, упоминаемых в литературе как «следующие на север» и «предшествующие югу» звезды. В сентябре 1942 года Вальтер Бааде исключил звезду, "следующую за севером", но обнаружил неубедительные доказательства для звезды "предшествующей югу". [9] Рудольф Минковский в том же выпуске Astrophysical Journal, что и Бааде, выдвинул спектральные аргументы, утверждая, что «доказательства допускают, но не подтверждают вывод о том, что южная предшествующая звезда является центральной звездой туманности». [10]

В конце 1968 года Дэвид Х. Сталин и Эдвард К. Райфенштейн III сообщили об открытии двух пульсирующих радиоисточников «около крабовидной туманности, которые могут совпадать с ней» с помощью радиоантенны Грин-Бэнк на высоте 300 футов (91 м) . [11] Им были присвоены обозначения NP 0527 и NP 0532. Период и местоположение пульсара в Крабовидной туманности NP 0532 было обнаружено Ричардом В. Э. Лавлейсом и его сотрудниками 10 ноября 1968 года в радиообсерватории Аресибо . [12]

Последующее исследование, проведенное ими, в том числе Уильямом Д. Брандейджем, также показало, что источник NP 0532 расположен в Крабовидной туманности. [13] В конце 1968 года Л.И. Матвеенко в « Советской астрономии» сообщил об радиоисточнике, совпадающем с Крабовидной туманностью . [14]

Впервые об оптических пульсациях сообщили Кок, Дисней и Тейлор с помощью 36-дюймового (91 см) телескопа на Китт-Пике обсерватории Стюарда Университета Аризоны. [15] Их открытие подтвердили Натер, Уорнер и Макфарлейн. [16]

Джоселин Белл Бернелл , со-открывшая первый пульсар PSR B1919 + 21 в 1967 году, рассказывает, что в конце 1950-х годов женщина наблюдала источник Крабовидной туманности в телескопе Чикагского университета, который тогда был открыт для публики, и отметила, что это, похоже, будет мигать. Астроном, с которым она говорила, Эллиот Мур, проигнорировал эффект как мерцание , несмотря на протест женщины, что как квалифицированный пилот она понимала сцинтилляцию, а это было что-то еще. Белл Бернелл отмечает, что многим людям трудно увидеть частоту 30 Гц оптического пульсара Крабовидной туманности. [17] [18]

Крабовидный пульсар был первым пульсаром, для которого предел замедления был нарушен с использованием данных обсерватории LIGO за несколько месяцев . Большинство пульсаров не вращаются с постоянной частотой вращения, но могут наблюдаться , чтобы замедлить при очень медленной скорости (3,7 × 10 - 10  Гц / с в случае краба). Это замедление можно объяснить потерей энергии вращения из-за различных механизмов. Предел вращения вниз - это теоретический верхний предел амплитуды гравитационных волн, которые может излучать пульсар, при условии, что все потери энергии преобразуются в гравитационные волны. Гравитационные волны с ожидаемой амплитудой и частотой не наблюдаются (после поправки на ожидаемый доплеровский сдвиг) доказывает, что другие механизмы должны нести ответственность за потерю энергии. Отсутствие наблюдения до сих пор не является полностью неожиданным, поскольку физические модели вращательной симметрии пульсаров устанавливают более реалистичный верхний предел амплитуды гравитационных волн на несколько порядков ниже предела вращения вниз. Есть надежда, что с улучшением чувствительности инструментов гравитационных волн и использованием более длинных отрезков данных в будущем будут наблюдаться гравитационные волны, излучаемые пульсарами. [19] Единственный другой пульсар, для которого до сих пор был нарушен предел замедления, - это Пульсар Vela .

Замедленная анимация Крабовидного пульсара, снятая на длине волны 800 нм (ближний инфракрасный свет) с помощью камеры Lucky Imaging из Кембриджского университета , демонстрирующая яркий импульс и более слабый межимпульс.

В 2019 году Крабовидная туманность и, вероятно, Крабовидный пульсар испускали гамма-лучи с энергией более 100 ТэВ, что сделало ее первым идентифицированным источником космических лучей сверхвысокой энергии . [20]

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Космический фильм раскрывает шокирующие секреты крабового пульсара» (пресс-релиз). НАСА . 19 сентября 2002 г.
  2. ^ Б с d Каталог ATNF Pulsar базы данных записи . См. Манчестер, RN; и другие. (2005), "Каталог пульсаров Австралийского телескопа", Astronomical Journal , 129 (4): 1993–2006, arXiv : astro-ph / 0412641 , Bibcode : 2005AJ .... 129.1993M , doi : 10.1086 / 428488
  3. ^ а б Беккер, В .; Ашенбах, Б. (1995), "Наблюдения пульсара в Крабовидном телескопом с помощью ROSAT HRI и улучшенный верхний предел температуры для PSR 0531 + 21", Альпар, Массачусетс; Kızılolu, Ü .; ван Парадийс, Дж. (ред.), Жизни нейтронных звезд , Труды Института перспективных исследований НАТО по жизни нейтронных звезд , 450 , Kluwer Academic , p. 47, arXiv : astro-ph / 9503012 , Bibcode : 1995ASIC..450 ... 47B , ISBN 978-0-7923-324-6-6
  4. ^ Сверхновая 1054 - Создание Крабовидной туманности .
  5. ^ Duyvendak, JJL (1942), «Далее принимая данные по идентификации Крабовидной туманности с сверхновой 1054 AD Часть I. древневосточной хроники», публикации астрономического общества Тихого океана , 54 (318): 91, Bibcode : 1942PASP ... 54 ... 91D , DOI : 10,1086 / 125409
    Mayall, NU; Оорт, Ян Хендрик (1942), «Дальнейшие данные по идентификации Крабовидной туманности со сверхновой 1054 года нашей эры. Часть II. Астрономические аспекты», Публикации Тихоокеанского астрономического общества , 54 (318): 95, Bibcode : 1942PASP ... 54 ... 95М , DOI : 10,1086 / 125410
  6. ^ Брандт, К .; и другие. (1983), «Древние записи и сверхновая в Крабовидной туманности», Обсерватория , 103 : 106, Bibcode : 1983Obs ... 103..106B
  7. ^ Зейлик, Майкл; Грегори, Стивен А. (1998), Введение в астрономию и астрофизику (4-е изд.), Издательство Saunders College Publishing, стр. 369, ISBN 978-0-03-006228-5
  8. ^ Сверхновые, нейтронные звезды и пульсары .
  9. ^ Бааде, Уолтер (1942), «Крабовидная туманность», Astrophysical Journal , 96 : 188, Bibcode : 1942ApJ .... 96..188B , doi : 10.1086 / 144446
  10. ^ Минковский, Рудольф (1942), "Крабовидная туманность", Astrophysical Journal , 96 : 199, Bibcode : 1942ApJ .... 96..199M , doi : 10.1086 / 144447
  11. ^ Сталин, Дэвид Х .; Reifenstein, III, Эдвард К. (1968), "Пульсирующие радиоисточники около Крабовидной туманности", Science , 162 (3861): 1481–3, Bibcode : 1968Sci ... 162.1481S , doi : 10.1126 / science.162.3861.1481 , JSTOR 1725616 , PMID 17739779 , S2CID 38023534   
  12. ^ IAU Circ. No. 2113, 1968 .
  13. ^ Reifenstein, III, Эдвард С .; Сталин, Дэвид Х .; Брандейдж, Уильям Д. (1969), "Пульсар Крабовидной туманности NPO527", Physical Review Letters , 22 (7): 311, Bibcode : 1969PhRvL..22..311R , doi : 10.1103 / PhysRevLett.22.311
  14. ^ Матвеенко, Л.И. (1968), "Положение источника малого углового размера в Крабовидной туманности", Советская астрономия , 12 : 552, Bibcode : 1968SvA .... 12..552M
  15. ^ Кок, WJ; Дисней, М .; Тейлор, DJ (1969), "Открытие оптических сигналов от Pulsar NP 0532", Nature , 221 (5180): 525, Bibcode : 1969Natur.221..525C , doi : 10.1038 / 221525a0 , S2CID 4296580 
  16. ^ Натер, RE; Warner, B .; Макфарлейн, М. (1969), "Оптические пульсации в пульсаре Крабовидной туманности", Nature , 221 (5180): 527, Bibcode : 1969Natur.221..527N , doi : 10.1038 / 221527a0 , S2CID 4295264 
  17. ^ Brumfiel (2007), "ВВС было раннее предупреждение о пульсаров", Nature , 448 (7157): 974-975, Bibcode : 2007Natur.448..974B , DOI : 10.1038 / 448974a , PMID 17728726 
  18. ^ "Beautiful Minds: Джоселин Белл Бернелл", телевизионный документальный фильм BBC, 7 апреля 2010 г.
  19. ^ Научное сотрудничество LIGO; Abbott, B .; Abbott, R .; Adhikari, R .; Ajith, P .; Allen, B .; Allen, G .; Amin, R .; Андерсон, SB; Андерсон, WG; Араин; Araya, M .; Armandula, H .; Броня, П .; Aso, Y .; Aston, S .; Aufmuth, P .; Aulbert, C .; Бабак, С .; Ballmer, S .; Бантилан; Бариш, Британская Колумбия; Barker, C .; Barker, D .; Barr, B .; Barriga, P .; Бартон, Массачусетс; Бастаррика, М .; Bayer, K .; и другие. (2008), «Преодоление предела замедленного вращения для излучения гравитационных волн пульсара в Крабовидной косе», Astrophys. J. , 683 (1): L45 – L50, arXiv : 0805.4758 , Bibcode : 2008ApJ ... 683L..45A , doi : 10.1086 / 591526
    И опечатка в Astrophys. J. , 706 (1): L203 – L204, 2009, arXiv : 0805.4758 , Bibcode : 2009ApJ ... 706L.203A , doi : 10.1088 / 0004-637X / 706/1 / L203CS1 maint: журнал без названия ( ссылка )
  20. ^ Amenomori, M. (13 июня 2019). «Первое обнаружение фотонов с энергией выше 100 ТэВ от астрофизического источника» . Phys. Rev. Lett . 123 (5): 051101. arXiv : 1906.05521 . Bibcode : 2019PhRvL.123e1101A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.123.051101 . PMID 31491288 . S2CID 189762075 . Дата обращения 8 июля 2019 .