The most rapidly rotating pulsars, those with rotation periods below 30 milliseconds, are known as millisecond pulsars (MSPs).
Обнаружен новый миллисекундный пульсар
А значит — проблема в чем-то другом. Ведь в прочих областях Млечного Пути пульсаров, особенно миллисекундных, полно. Роберто Кайоццо из Международной школы перспективных исследований в Триесте и его небольшая команда всерьез занялись решением этой загадки, анализируя множество порой противоречивых версий. И одна из них показалась особенно перспективной — связанная с активной охотой древних черных дыр. Согласно одной из доминирующих гипотез, некоторые из черных дыр образовались в первые же секунды после Большого взрыва. Это объясняет, почему сверхгигантские монстры в ядрах галактик развились так быстро всего за несколько сотен миллионов лет.
Напряженность поверхностного магнитного поля M53E не превышает 140 миллионов Гаусс, а характерный возраст пульсара оценивается более чем в 13 миллиардов лет. Объект-компаньон в системе, скорее всего, представляет собой белый карлик с предполагаемой массой не менее 0,18 массы Солнца. FAST также позволили астрономам исследовать три других миллисекундных пульсара в скоплении М 53. Они обнаружили, что один из них — изолированный пульсар, а два других — двойные системы с белыми карликами-компаньонами, немного более массивными, чем у M53E.
В активном режиме ученые выделяют два состояния — высокий уровень активности, который возникает чаще всего и характеризуется пульсациями рентгеновского, ультрафиолетового и оптического излучения от пульсара, и низкий уровень активности, когда пульсаций нет. Астрофизиков очень интересует, каким образом эти режимы возникают и почему непредсказуемо меняются. В 2013 году он перешел в режим высокого уровня активности, демонстрируя признаки формирования аккреционного диска. Данные наблюдений позволили астрономам построить физическую модель переключения миллисекундного пульсара между режимами активности. Во время высокого уровня активности существует ударная волна между ветром от пульсара и внутренним аккреционным потоком, где возникает большая часть рентгеновского излучения, а также рентгеновские, ультрафиолетовые и оптические пульсации.
Затем у малой звезды также заканчивается топливо для термоядерного синтеза, и она превращается в красный гигант. Нейтронная звезда начинает поглощать оболочку гиганта, что ускоряет ее вращение и уменьшает период импульсов и делает орбиту все более и более правильной. В конце концов от звезды-компаньона остается белый карлик, поглощение прекращается, система становится миллисекундным двойным пульсаром с круговой орбитой. Наиболее правдоподобный, по мнению Чемпиона, — предположение о существовании третьей звезды типа Солнца, находящейся довольно близко к двойной системе. Ее гравитационное притяжение делает орбиту вытянутой.
Раскрыта загадка странного поведения пульсара
По их оценкам, магнитное поле J1823-3021A составляет около 4,3 миллиарда гауссов - для сравнения, магнитное поле Земли у ее ядра составляет 25 гауссов. Это на один-два порядка больше, чем типичное магнитное поле миллисекундных пульсаров - 10-100 миллионов гауссов. Мы сейчас пытаемся найти теоретическое обоснование - вполне возможно, что в природе существуют и другие варианты возникновения пульсаров, о которых мы даже и не догадываемся", - заключает один из участников исследовательской группы Михаэль Крамер Michael Kramer из Института радиоастрономии общества имени Макса Планка в Бонне Германия. Пульсары - нейтронные звезды, остатки взорвавшихся сверхновых, от полюсов которых исходят узкие пучки радиоволн. Обычно "новорожденные" пульсары вращаются очень быстро и постепенно замедляются, расходуя на излучение собственную энергию. Однако в двойной системе он может вновь "раскрутиться", забирая вещество у звезды-"соседа" - такие пульсары называются миллисекундными, поскольку они делают один оборот за несколько миллисекунд миллисекунда - одна тысячная доля секунды.
Наиболее быстро вращающиеся пульсары с периодом вращения менее 30 миллисекунд известны как миллисекундные пульсары MSP, millisecond pulsars. Астрономы предполагают, что они образуются в двойных системах, когда изначально более массивный компонент превращается в нейтронную звезду, которая затем раскручивается за счет аккреции вещества вторичной звезды. Авторы и права: Гаутам и др.
За 15 лет работы телескоп открыл около 300 гамма-пульсаров, начиная с открытия первого такого объекта в 2008 году. Получившаяся выборка пульсаров может помочь пролить свет на эволюцию звёзд и обеспечит нам навигацию в глубоком космосе. Пульсар в Парусах в представлении художника. Тем самым новая редакция каталога гамма-пульсаров содержит свыше 340 умерших звёзд, испускающих импульсы в этом диапазоне. Это не сильно впечатляющая выборка, но полученного материала достаточно, чтобы пролить больше света на эволюцию звёзд. Пульсары представляют собой разновидность нейтронных звёзд, которые испускают импульсы в одном или в нескольких диапазонах сразу.
Согласно одной из доминирующих гипотез, некоторые из черных дыр образовались в первые же секунды после Большого взрыва. Это объясняет, почему сверхгигантские монстры в ядрах галактик развились так быстро всего за несколько сотен миллионов лет. Некоторым из дыр «не повезло» — они так и остались маленькими и за миллиарды лет попросту испарились. Но есть еще гипотетический третий, промежуточный тип черных дыр — астероидной массы. Пока что ни один из таких объектов не был обнаружен, поэтому существует даже экзотическая версия, что именно они являются той самой неуловимой темной материей. НаукаИзвержения 4,5 млрд лет: новые данные о самом вулканическом мире Солнечной системы А вот темной материи, согласно оценкам, в центральной области Млечного Пути сконцентрировано очень много.
Выбросы плазмы связали с переключением уровней активности переходных миллисекундных пульсаров
Millisecond pulsar, MSP) — пульсар с периодом вращения в диапазоне от 1 до 10 миллисекунд. Миллисекундные пульсары любимы учёными — они выступают идеальной «лабораторией» для изучения материи в экстремальных условиях. Астрономы изучили миллисекундный пульсар-«красноспинник» PSR J1023+0038, предположив, почему образуются оптические и рентгеновские пульсации. Обнаруженные учеными пульсары с исключительно высокой скоростью вращения, известны как миллисекундные пульсары (MSP), имеют период вращения менее 30 миллисекунд. Группа китайских астрономов провела исследование, направленное на изучение сценариев формирования миллисекундного пульсара PSR J1946 + 3417.
Новый миллисекундный пульсар обнаружен с помощью телескопа Green Bank
до 43000 оборотов в минуту. Китайские астрономы обнаружили миллисекундный пульсар в шаровом скоплении М 53 с помощью радиотелескопа FAST. Итого, уже за первые несколько дней удалось выяснить что новый источник — аккрецирующий миллисекундный пульсар в двойной системе с маломассивной звездой. Наблюдаемый факт: в центре Млечного Пути отсутствуют миллисекундные пульсары. По предварительным наблюдениям, находка — это аккрецирующий рентгеновский миллисекундный пульсар. С использованием радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке международная группа астрономов обнаружила три новых миллисекундных пульсара в шаровом скоплении Messier.
Обнаружены три новых миллисекундных пульсара
Общая масса двойной системы достигает 2,57 массы Солнца. Характерный возраст пульсара оказался равным 0,94 миллиарда лет, а расстояние до этого объекта оценивается не менее чем в 14,3 тысячи световых лет. Предполагается, что двойная нейтронная звезда возникла в результате взрыва сверхновой с захватом электронов. Электронным захватом называют один из видов распадов атомных ядер, когда протон захватывает орбитальный электрон и превращается в нейтрон, испуская электронное нейтрино.
Между тем, обычно двойные миллисекундные пульсары пульсары, у которых период импульса меньше 10 миллисекунд имеют практически идеальные круговые орбиты. По современным теориям, миллисекундные двойные пульсары формируются из двойных систем, содержащих большую звезду более восьми солнечных масс и обычную около одной солнечной массы. Большая звезда заканчивает жизнь вспышкой сверхновой, и на ее месте появляется быстро вращающаяся нейтронная звезда, которая испускает узконаправленные потоки радиоволн с периодом более 10 миллисекунд.
После взрыва сверхновой орбита пульсара является сильно вытянутой. Затем у малой звезды также заканчивается топливо для термоядерного синтеза, и она превращается в красный гигант.
Напряженность поверхностного магнитного поля M53E не превышает 140 миллионов Гаусс, а характерный возраст пульсара оценивается более чем в 13 миллиардов лет. Объект-компаньон в системе, скорее всего, представляет собой белый карлик с предполагаемой массой не менее 0,18 массы Солнца. FAST также позволили астрономам исследовать три других миллисекундных пульсара в скоплении М 53. Они обнаружили, что один из них — изолированный пульсар, а два других — двойные системы с белыми карликами-компаньонами, немного более массивными, чем у M53E.
Излучение такого вращающегося объекта похоже на маяк. Пульсации излучения звезды, видимые на Земле при направленности излучения к Земле, и привели к именованию объекта. Обычная скорость вращения пульсара составляет 0.
Самые быстрые пульсары принято называть миллисекундными, ведь им достаточно несколько миллисекунд, чтобы совершить полный оборот. Источником излучения особенно быстрых пульсаров считают материю, падающую на поверхность нейтронной звезды и поставляемую их компаньонами в двойных системах. До сих пор все миллисекундные пульсары наблюдались именно в двойных системах, и PSR J1311-3430 — не исключение. Пульсар PSR J1311-3430 был найден при анализе данных, собранных Ферми с момента его введения в строй в 2008 году. Для этого был разработан специальный алгоритм поиска среди источников гамма-излучения в массиве данных. Мы начали поиск на низких частотах и постепенно их увеличивали.
Китайские астрономы нашли древнейший пульсар во Вселенной
На вставке выделены пульсары в центральной области. NGC 6624 находится на расстоянии чуть менее 8000 световых лет от нас в направлении созвездия Стрельца. Ridolfi et al. Они сжимаются в сферу диаметром около 15 километров, в сто тысяч раз превышающую массу Земли, и вращаются вокруг своей оси со скоростью в сотни оборотов в секунду.
Они излучают луч радиоволн, который при каждом обороте попадает в поле зрения наблюдателя, словно вспышки света на маяке.
Миллисекундные пульсары испускают импульсы с очень высокой точностью, лучше, чем лучшие атомные часы. Это делает их очень чувствительными зондами. Например, всё, что вращается по орбите вокруг миллисекундных пульсаров, вызывает периодические доплеровские сдвиги их импульсов во времени, которые затем могут быть проанализированы, чтобы выявить наличие компаньона и с высокой точностью измерить орбиту и массу объекта.
Метод настолько чувствителен, что с его помощью можно обнаружить даже объекты размером с астероид , если они находятся на орбите миллисекундного пульсара. Эти планеты земной массы оставались в течение многих лет единственными объектами такого рода, известными за пределами нашей Солнечной системы. И один из них возможно, даже комета , с меньшей массой, сравнимой с массой нашей Луны , по сей день является объектом наименьшей массы, известным за пределами Солнечной системы. Связанные понятия Рентгеновский пульсар — космический источник переменного рентгеновского излучения, приходящего на Землю в виде периодически повторяющихся импульсов.
Источник мягких повторяющихся гамма-всплесков является астрономическим объектом, который производит мощные всплески гамма-излучения и рентгеновских лучей с нерегулярной периодичностью. Предполагается, что они являются одним из подтипов магнетаров или нейтронными звёздами с пылевыми дисками вокруг них. Микроквазар ы рентгеновские двойные звезды — это двойные звёздные системы, в которых остаток первой звезды, сжатый в тёмный компактный объект такой как нейтронная звезда или чёрная дыра , гравитационно связан со второй обычной звездой, которая движется по тесной орбите вокруг первого компонента. Пекулярная скорость относится к истинной скорости объекта относительно состояния покоя.
Чёрные дыры звёздных масс образуются как конечный этап жизни звезды: после полного выгорания термоядерного топлива и прекращения реакции звезда теоретически должна начать остывать, что приведёт к уменьшению внутреннего давления и сжатию звезды под действием гравитации. Сжатие может остановиться на определённом этапе, а может перейти в стремительный гравитационный коллапс. Подробнее: Чёрная дыра звёздной массы Галактика со вспышкой звездообразования — галактика, в которой рождение новых звёзд, по сравнению с аналогичным процессом в большинстве галактик, происходит с исключительно высокой скоростью. Вспышка звездообразования в галактике наблюдается чаще всего после столкновения двух галактик или близкого прохода одной возле другой.
Скорость звёздообразования в такой галактике столь высока, что, если бы она скорость оставалась постоянной, запасы газа, из которого формируются звёзды, истощились бы за время... По аналогии со звуковым эхо, световое эхо возникает при внезапной вспышке света например, при вспышках новых , когда свет отражается от объектов вне источника и прибывает к наблюдателю через некоторое время после первоначальной вспышки.
В настоящее время известно около 130 миллисекундных пульсаров в шаровых скоплениях [6] : Шаровое скопление Terzan 5 содержит 33 таких пульсара, 47 Тукана — 22, M28 и M15 по 8 пульсаров каждое. Миллисекундные пульсары испускают импульсы с очень высокой точностью, лучше, чем лучшие атомные часы [7].
Это делает их очень чувствительными зондами. Например, всё, что вращается по орбите вокруг миллисекундных пульсаров, вызывает периодические доплеровские сдвиги их импульсов во времени, которые затем могут быть проанализированы, чтобы выявить наличие компаньона и с высокой точностью измерить орбиту и массу объекта [8]. Метод настолько чувствителен, что с его помощью можно обнаружить даже объекты размером с астероид , если они находятся на орбите миллисекундного пульсара. Эти планеты земной массы оставались в течение многих лет единственными объектами такого рода, известными за пределами нашей Солнечной системы.
И один из них возможно, даже комета , с меньшей массой, сравнимой с массой нашей Луны , по сей день является объектом наименьшей массы, известным за пределами Солнечной системы [9]. Аккрецируемое вещество ускоряет вращение пульсара, делая его миллисекундным. Пульсар вращался со скоростью примерно 641 раз в секунду, он остается вторым наиболее быстровращающимся миллисекундным пульсаром примерно из 200, которые были обнаружены с тех пор [11]. Пульсар PSR J1748-2446ad , обнаруженный в 2005 году, является самым быстровращающимся пульсаром, известным по состоянию на 2012 год: его скорость — 716 оборотов в секунду [12] [13].
Тем не менее, в начале 2007 года космические рентгеновские обсерватории RXTE и INTEGRAL обнаружили нейтронную звезду XTE J1739-285 , которая вращается со скоростью 1122 оборотов в секунду [17] , однако этот результат не является статистически значимым, с уровнем значимости всего 3 сигма.
О находке рассказывается в статье, опубликованной в базе препринтов arXiv. Пульсар получил название PSR J1325-6253 и состоит из двух нейтронных звезд, которые вращаются друг вокруг друга с периодом 1,8 дня. Объект посылает электромагнитные импульсы каждые 28,9 миллисекунды. Такие пульсары, чья периодичность менее 30 миллисекунд, называют миллисекундными.
Раскрыта загадка странного поведения пульсара
"Обычные" пульсары вращаются со скоростью от 7 до 3750 оборотов в минуту, но миллисекундные пульсары могут вращаться гораздо быстрее — до 43 000 оборотов в минуту. Астрономы из Австралийской национальной обсерватории телескопов (ATNF) открыли новый миллисекундный пульсар. Миллисекундные пульсары любимы учёными — они выступают идеальной «лабораторией» для изучения материи в экстремальных условиях. Используя радиотелескоп FAST, астрономы объявили об открытие двойного миллисекундного пульсара, получившего название PSR J1717 + 4308A или M92A. arXiv: обнаружен миллисекундный пульсар в шаровом скоплении GLIMPSE-C01.
Китайский радиотелескоп FAST обнаружил миллисекундный пульсар
Специалистам в ходе наблюдений и анализа полученных данных удалось разгадать, по какой причине миллисекундный пульсар PSR B1744-24A, который скрывается в созвездии Terzan 5, способен излучать настолько странные одиночные импульсы. По предположениям ученых, вещества вокруг указанного космического тела в состоянии обеспечивать мощную линзу, а та, в свою очередь, наращивает мощность импульсов. Особенность упомянутого пульсара в том, что сила генерируемых им импульсов примерно в 40 раз выше, нежели у других объектов аналогичного типа.
Стоит объяснить, что пульсар — это сильно намагниченная вращающаяся компактная нейтронная звезда, выделяющая пучки электромагнитного излучения.
В случае если масса компаньона превышает одну десятую массу Солнца, пульсар относят к «красноспинникам». Оптические импульсы медленнее рентгеновского излучения на 150 микросекунд, что означает, что обе пульсации зарождаются в одной области и их основой является один механизм.
Для этого был разработан специальный алгоритм поиска среди источников гамма-излучения в массиве данных. Мы начали поиск на низких частотах и постепенно их увеличивали. В результате нам удалось найти этот пульсар с частотой 390 Гц. Если бы нам пришлось искать до частоты в 700 Гц, на это ушло бы 27000 часов расчетов». После выделения пульсара в данных Ферми, удалось получить немало полезной информации. В частности, компаньоном нейтронной звезды скорее всего является другая умершая звезда.
Размер ее составляет около 88000 километров, что несколько меньше, чем диаметр Юпитера. При этом масса объекта превышает наш газовый гигант в восемь раз. Поэтому плотность оказывается примерно в 30 раз выше, чем у Солнца.
Соответствующая работа проводилась сотрудниками Амстердамского университета. Специалистам в ходе наблюдений и анализа полученных данных удалось разгадать, по какой причине миллисекундный пульсар PSR B1744-24A, который скрывается в созвездии Terzan 5, способен излучать настолько странные одиночные импульсы. По предположениям ученых, вещества вокруг указанного космического тела в состоянии обеспечивать мощную линзу, а та, в свою очередь, наращивает мощность импульсов.