Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Миллисекундный пульсар ( ССП ) представляет собой пульсар с периодом вращения меньше , чем около 10 миллисекунд . Пульсара были обнаружены в радио , рентгеновском и гамма - излучении части электромагнитного спектра . Ведущая теория происхождения миллисекундных пульсаров состоит в том, что это старые, быстро вращающиеся нейтронные звезды , которые были закручены или «переработаны» в результате аккреции вещества от звезды-компаньона в тесной двойной системе. [1] [2] По этой причине миллисекундные пульсары иногда называют повторно использованными пульсарами .

Считается, что миллисекундные пульсары относятся к маломассивным рентгеновским двойным системам. Считается , что рентгеновские лучи в этих системах излучаются аккреционного диска в виде нейтронной звезды , создаваемого внешними слоями звезды - компаньона , которая захлестнула его Роша . Передача углового момента от этого аккреционного события теоретически может увеличить скорость вращения пульсара до сотен раз в секунду, как это наблюдается у миллисекундных пульсаров.

Однако недавно появились свидетельства того, что стандартная эволюционная модель не может объяснить эволюцию всех миллисекундных пульсаров, особенно молодых миллисекундных пульсаров с относительно высокими магнитными полями, например PSR B1937 + 21 . Бюлент Кизилтан и С.Е. Торсетт показали, что разные миллисекундные пульсары должны формироваться по крайней мере в результате двух различных процессов. [3] Но природа другого процесса остается загадкой. [4]

Звездная группировка Терзан 5

Многие миллисекундные пульсары находятся в шаровых скоплениях . Это согласуется с теорией их образования со спином вверх, поскольку чрезвычайно высокая звездная плотность этих скоплений подразумевает гораздо более высокую вероятность того, что пульсар имеет (или захватит) гигантскую звезду-компаньон. В настоящее время известно около 130 миллисекундных пульсаров в шаровых скоплениях. [5] Одно только шаровое скопление Терзан 5 содержит 37 из них, за ним следуют 47 Тукан с 22 и M28 и M15 с 8 пульсарами каждое.

Миллисекундные пульсары, время которых может быть измерено с высокой точностью, имеют стабильность, сопоставимую со стандартами времени на основе атомных часов при усреднении за десятилетия. [6] [7] Это также делает их очень чувствительными зондами окружающей среды. Например, все, что находится на орбите вокруг них, вызывает периодические доплеровские сдвиги во времени прибытия их импульсов на Землю, которые затем можно проанализировать, чтобы выявить присутствие спутника и, при наличии достаточного количества данных, обеспечить точные измерения орбиты и массы объекта. . Этот метод настолько чувствителен, что даже такие маленькие объекты, как астероиды, могут быть обнаружены, если они окажутся на орбите миллисекундного пульсара. Первые подтвержденные экзопланеты, обнаруженные за несколько лет до первых обнаружений экзопланет вокруг "нормальных" звезд, похожих на Солнце, были обнаружены на орбите миллисекундного пульсара PSR B1257 + 12 . Эти планеты долгие годы оставались единственными объектами земной массы, известными за пределами Солнечной системы . Один из них, PSR B1257 + 12 D , имеет еще меньшую массу, сравнимую с массой нашей Луны, и до сих пор является самым маломассивным объектом за пределами Солнечной системы. [8]

Пределы скорости вращения пульсара [ править ]

Первый миллисекундный пульсар, PSR B1937 + 21 , был открыт в 1982 году Бакером и др . [9] Вращающийся примерно 641 раз в секунду, он остается вторым самым быстро вращающимся миллисекундным пульсаром из примерно 200 открытых. [10] Pulsar PSR J1748-2446ad , открытый в 2005 году, по состоянию на 2012 год является самым быстро вращающимся пульсаром из всех известных в настоящее время, вращаясь 716 раз в секунду. [11] [12]

Современные теории структуры и эволюции нейтронных звезд предсказывают, что пульсары распадутся на части, если они будут вращаться со скоростью c. 1500 оборотов в секунду или более, [13] [14] и что со скоростью более 1000 оборотов в секунду они будут терять энергию из-за гравитационного излучения быстрее, чем процесс аккреции ускорит их. [15]

Однако в начале 2007 года данные космического аппарата Rossi X-ray Timing Explorer и космического корабля INTEGRAL обнаружили нейтронную звезду XTE J1739-285, вращающуюся с частотой 1122 Гц. [16] Результат не является статистически значимым, с уровнем значимости всего 3 сигма . Таким образом, хотя это интересный кандидат для дальнейших наблюдений, текущие результаты неубедительны. Тем не менее, считается, что гравитационное излучение играет роль в замедлении скорости вращения. Кроме того, один рентгеновский пульсар , вращающийся со скоростью 599 оборотов в секунду, IGR J00291 + 5934, является основным кандидатом на помощь в обнаружении таких волн в будущем (большинство таких рентгеновских пульсаров вращаются только со скоростью около 300 оборотов в секунду).

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Bhattacharya & van den Heuvel (1991), "Образование и эволюция двойных и миллисекундных радиопульсаров", Physics Reports 203, 1
  2. ^ Таурис и ван ден Хеувел (2006), "Образование и эволюция компактных звездных источников рентгеновского излучения", В: Компактные звездные источники рентгеновского излучения. Отредактированный Вальтером Левином и Михилем ван дер Клисом. Cambridge Astrophysics Series, p.623-665, DOI: 10.2277 / 0521826594
  3. ^ Кызылтан, Бюлент; Торсетт, SE (2009). "Ограничения на эволюцию пульсаров: совместное распределение период-спин-вниз миллисекундных пульсаров". Письма в астрофизический журнал . 693 (2): L109 – L112. arXiv : 0902.0604 . Bibcode : 2009ApJ ... 693L.109K . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 693/2 / L109 . S2CID  2156395 .
  4. ^ Naeye, Роберт (2009). «Удивительная сокровищница гамма-пульсаров» . Небо и телескоп .
  5. ^ Фрейре, Пауло. «Пульсары в шаровых скоплениях» . Обсерватория Аресибо . Проверено 18 января 2007 .
  6. ^ Matsakis, DN; Тейлор, JH; Юбэнкс, TM (1997). «Статистика для описания стабильности пульсаров и часов» (PDF) . Астрономия и астрофизика . 326 : 924–928. Bibcode : 1997A & A ... 326..924M . Проверено 3 апреля 2010 .
  7. ^ Хартнетт, Джон G .; Луитен, Андре Н. (07.01.2011). «Коллоквиум: Сравнение астрофизических и земных стандартов частоты». Обзоры современной физики . 83 (1): 1–9. arXiv : 1004.0115 . DOI : 10.1103 / revmodphys.83.1 . ISSN 0034-6861 . S2CID 118396798 .  
  8. ^ Rasio, Фредерик (2011). «Открытие планет около пульсаров» . Наука .
  9. ^ Бэкер, округ Колумбия; Кулкарни, SR; Heiles, C .; Дэвис, ММ; Госс, WM (1982), «Миллисекундный пульсар», Nature , 300 (5893): 615–618, Bibcode : 1982Natur.300..615B , doi : 10.1038 / 300615a0 , S2CID 4247734 
  10. ^ "База данных ATNF Pulsar" . Проверено 17 мая 2009 .
  11. ^ Хессельс, Джейсон; Рэнсом, Скотт М .; Лестница, Ингрид Х .; Freire, Paulo CC; Каспи, Виктория М .; Камило, Фернандо (2006). «Радиопульсар, вращающийся на частоте 716 Гц». Наука . 311 (5769): 1901–1904. arXiv : astro-ph / 0601337 . Bibcode : 2006Sci ... 311.1901H . DOI : 10.1126 / science.1123430 . PMID 16410486 . S2CID 14945340 .  
  12. ^ Naeye, Роберт (2006-01-13). "Вращающийся пульсар бьет рекорд" . Небо и телескоп . Архивировано из оригинала на 2007-12-29 . Проверено 18 января 2008 .
  13. ^ Кук, Великобритания; Шапиро, SL; Теукольский, С.А. (1994). «Переработка пульсаров в миллисекундные периоды в общей теории относительности». Письма в астрофизический журнал . 423 : 117–120. Bibcode : 1994ApJ ... 423L.117C . DOI : 10.1086 / 187250 .
  14. ^ Haensel, P .; Lasota, JP; Здуник, JL (1999). «О минимальном периоде равномерно вращающихся нейтронных звезд». Астрономия и астрофизика . 344 : 151–153. Бибкод : 1999A & A ... 344..151H .
  15. ^ Chakrabarty, D .; Морган, EH; Муно, депутат; Галлоуэй, Дания; Wijnands, R .; van der Klis, M .; Markwardt, CB (2003). «Миллисекундные пульсары на атомной энергии и максимальная частота вращения нейтронных звезд». Природа . 424 (6944): 42–44. arXiv : astro-ph / 0307029 . Bibcode : 2003Natur.424 ... 42С . DOI : 10,1038 / природа01732 . PMID 12840751 . S2CID 1938122 .  
  16. ^ Кизилтан, Бюлент; Торсетт, Стивен Э. (19 февраля 2007 г.). «Интеграл указывает на самую быстро вращающуюся нейтронную звезду» . Космический полет сейчас . Европейское космическое агентство . arXiv : 0902.0604 . Bibcode : 2009ApJ ... 693L.109K . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 693/2 / L109 . S2CID 2156395 . Проверено 20 февраля 2007 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • « Определение возраста пульсара [ постоянная мертвая ссылка ] ». Новости науки .
  • « Как так быстро вращаются миллисекундные пульсары ». Вселенная сегодня .
  • « Быстро вращающаяся звезда может испытывать гравитационные волны ». Новый ученый .
  • « Астрономические кружащиеся дервиши хорошо скрывают свой возраст ». Астрономия сейчас .
  • Аудио: Каин / Гей - Астрономический состав Pulsars - ноябрь 2009 г.