Пульсар исчез из виду из-за иcкривления времени

Пульсар J1906, один из вращающихся "маяков" глубокого космоса, исчез из поля зрения астрономов. Деформация структуры пространства-времени скрыла его от наблюдателей с Земли.

Крошечный, но при этом обладающий огромной массой пульсар намертво прикован на очень близкой орбите к еще одной звезде.

Сила притяжения между двумя объектами настолько велика, что порождает волны и деформирует пространство, вызывая дрожание пульсара.

Отслеживая движение пульсара на протяжении почти пяти лет, астрономы определили его массу, а также высчитали гравитационное возмущение.

А затем пульсар исчез.

Излучаемые им по мере вращения пульсирующие радиосигналы теперь минуют Землю. Как вычислили исследователи, это явление может объясняться своего рода прецессией: умирающая звезда нырнула во вмятину в пространстве-времени, порожденную его собственной орбитой.

Исследование было опубликовано в "Астрофизическом журнале" и представлено на 225-й встрече Американского астрономического общества.

Озарение

Пульсар – это крохотная но невероятно плотная нейтронная звезда, останки схлопнувшейся сверхновой.

Ведущий автор исследования Джоэри ван Лювен из Нидерландского института радиоастрономии говорит, что пульсары, обладая массой как у нашего Солнца, в диаметре как правило не превышают 10-20 километров.

Когда нейтронные звезды проявляются в бинарных системах, они попадают в область применимости Общей теории относительности Эйнштей и должны порождать вокруг себя волнообразные искривления на поверхности пространства-времени - примерно как круги на воде от брошенного камня. Подобные искривления, существующие пока лишь в теории, получили название гравитационных волн, и ученые очень надеются их однажды обнаружить на самом деле.В

Пульсар J1906, о котором идет речь, попался на глаза астрономам совершенно случайно, во время исследования, которое доктор Джоэри ван Лювен с коллегами проводил в обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико.

"Это был настоящий момент озарения!" - рассказал ученый на пресс-конференции.

"Это было очень странно, потому что этот участок неба был исследован вдоль и поперек множество раз, а потом на нем появилось что-то совершенно новое и яркое", - вспоминает астрофизик.

Вскоре оказалось, что у пульсара есть звезда-спутник, и именно это открытие раздвинуло границы знаний ученых об этих удивительных системах.

Эти два объекта совершают оборот друг вокруг друга всего лишь за четыре часа, при этом сам пульсар вращается со скоростью семь оборотов в секунду, направляя два своих радиолуча - примерно как вращающаяся полицейская мигалка - через космическое пространство на Землю, где эти сигналы и получают в виде регулярных импульсов.

Дрейфующая ось

На протяжении последующих пяти лет команда доктора ван Лювена исследовала эти приходящие радиоволны практически в ежедневном режиме при помощи пяти самых мощных в мире телескопов.

За это время они зафиксировали миллиард оборотов, совершенных пульсаром.

"Аккуратно замеряя движение пульсара, мы получили возможность измерить гравитационное взаимодействие между двумя связанными крайне компактными звездами с достаточной точностью", - добавляет его коллега и соавтор профессор Ингрид Стейрс из Университета Британской Колумбии, Канада.

Каждая из двух звезд размером со средний город примерно в 1,3 раза тяжелее Солнца, при этом они находятся на расстоянии всего одного солнечного диаметра друг от друга.

"В результате между ними возникают чрезвычайно мощные гравитационные силы, которые порождают множество удивительных эффектов", - добавляет она.

Главным из них является искривление пространственно-временной структуры и дрожание, что в итоге и повлекло за собой исчезновение звезды из нашего поля зрения: теперь J1906 светит где-то в другом месте, и будет светить еще некоторое время.

Ось пульсара дрейфует на два градуса каждый год, и, согласно расчетам доктора ван Лювена, пульсар должен вернуться в поле видимости с Земли около 2170 года.

Лаборатория гравитации

Профессор Тим О’Брайен, астрофизик из Университета Манчестера считает, что подобные системы, измеренные с такой точностью, представляют собой естественные лаборатории для изучения гравитации.

По его словам, он очень пристально следил за развитием проекта своих коллег, наблюдавших пять лет за пульсаром, хотя сам и не принимал участия в их работе.

"Используя эти пять телескопов по всему миру, они по сути смогли зафиксировать каждый из миллиарда оборотов, совершенных за пять лет. Совершенно невероятно, что удалось измерить все эти параметры с такой точностью", - говорит он.

"И нам очень повезло, что мы застали пульсар именно в этот отрезок его существования", - добавляет ученый.

http://www.bbc.co.uk/russian/science/2015/01/150110_pulsar_fade

Темная материя: пожиратель нейтронных звезд

Ученые восхищаются особым типом нейтронных звезд — пульсарами. Не потому что первый обнаруженный пульсар был назван LGM-1 («маленькие зеленые человечки», Little Green Men), а потому что они представляют собой богатую смесь квантовой физики, электромагнетизма и гравитации, и все в одном макроскопическом объекте.

Также они представляют собой большую загадку, обладая сложной структурой и даже, возможно, горами. Другая загадка заключается в том, что нейтронные звезды особого типа отсутствуют в галактических центрах. Есть много возможных причин, объясняющих это отсутствие, но одна из самых интересных заключается в том, что нейтронные звезды пожираются темной материей.

Нейтронные звезды, по сути, представляют собой трупы звезд. После того как все топливо выгорает и звезда взрывается, оставшаяся материя коллапсирует сама в себя. Температура и давление настолько высоки, что электроны и протоны сливаются в нейтроны. Однако их массы недостаточно для того, чтобы гравитация удерживала нейтроны вместе — если бы было достаточно, образовалась бы черная дыра.

Давление, которое не дает нейтронной звезде коллапсировать, называется давлением Ферми. Нейтроны — это фермионы, то есть отталкивают друг друга. Фермионы не могут находиться в одном квантовом состоянии (принцип Паули), поэтому на близкой дистанции их необычное состояние порождает мощнейшие магнитные поля, которые ускоряют заряженные частицы до невероятных энергий по мере вращения звезды. Эти частицы излучают лучи радиации, которые вращаются по кругу, словно свет маяка. Когда мы оказываемся на пути такого луча, мы записываем его как обычный всплеск света.

Нейтронная звезда значительно меньше Земли, обладает массой больше, чем Солнце, и может вращаться более 100 раз в секунду.

Возраст и распределение массы нейтронной звезды представляет своего рода летопись окаменелостей звезд как в нашей галактике, так и во всей Вселенной. Но как и в случае с летописью окаменелостей, встречаются пробелы. В случае нейтронных звезд наиболее очевидным пробелом является то, что рядом с галактическим центром практически нет старых пульсаров с быстрым вращением. Они представляют собой самые тяжелые из пульсаров, но их практически нет рядом с галактическим центром.

Есть возможное объяснение для их видимого отсутствия. Ученые предполагают, что поскольку радиации нужно двигаться через облака заряженных частиц — по большей части, электронов — прежде чем дойти до нас, радиовсплески вытягиваются. Это растяжение может быть настолько большим, что мы просто не видим их. Отсюда и невидимые пульсары.

Однако недавно был обнаружен пульсар недалеко от центра галактики. Наблюденияпоказали, что его импульсы не очень сильно растягиваются. Этот пульсар представляет собой довольно молодой и энергичный экземпляр. Его хорошо видно, но опять же рождается вопрос: где все старые и быстро вращающиеся пульсары?

Еще одно возможное объяснение заключается в том, что пульсаров просто нет. Недостающие пульсары должны быть тяжелыми, поэтому часть лишней массы могла обратиться в черную дыру. Обычная материя скапливается на внешней части звезды и не дает этому случиться. Но темная материя могла бы накапливаться и в центре нейтронной звезды, приводя к коллапсу пульсара в черную дыру.

Интересно в этой идее то, что она представляет своего рода самоконтроль. Давайте представим, что темная материя накапливается в центре нейтронной звезды, но очень, очень медленно. Может образоваться черная дыра, но она будет крошечной. Крошечная черная дыра испускает много излучения Хокинга, поэтому не может поглощать материю быстрее, чем теряет энергию. В результате она должна испариться во вспышке излучения Хокинга. Следовательно, если черные дыры образуются таким образом, мы можем рассчитать минимальную силу взаимодействия темной материи.

С другой стороны, если темная материя накапливается слишком быстро, то даже в местах, далеких от центра галактики, старых и быстро вращающихся нейтронных звезды вообще не должно быть. Значит, есть и максимальный предел силы взаимодействия.

Кроме того, возраст быстро вращающихся нейтронных звезд должен коррелировать с плотностью темной материи. Наконец, все перечисленные ограничения не могут вступать в противоречия с уже определенными частично свойствами темной материи, полученными в результате других измерений.

Для расчета этих ограничений ученые взяли возраст новообнаруженного пульсара возле галактического центра и старый быстро вращающийся пульсар на таком же расстоянии от галактического центра, что и Земля. Они обнаружили удивительно узкий диапазон силы взаимодействия в зависимости от массы частиц темной материи. Ограничения совершенно не противоречат существующим данным, что приятно.

Но что нужно наверняка, это статистика множества пульсаров и нейтронных звезд на разных расстояниях и с разной плотностью темной материи. Этого пока не было сделано. Возможно, это будет совсем невозможно проделать, поскольку может просто не быть достаточного количества пульсаров для выведения качественной статистики.

Предполагая, что будет достаточно пульсаров для определения корреляций между ожидаемыми концентрациями темной материи и отсутствием пульсаров с высокой массой, мы могли бы найти хорошие доказательства того, что у темной материи есть аппетит к тяжелым нейтронным звездам. Также это предоставит нам хорошую информацию о свойствах темной материи. Если получится, поисковый диапазон частиц темной материибудет значительно сужен.

http://hi-news.ru/science/temnaya-materiya-pozhiratel-nejtronnyx-zvezd.html

Прогнозируется поиск ультраярких пульсаров

Недавно команда астрономов сообщила об обнаружении пульсирующей звезды, излучение которой сравнимо с энергией 10 миллионов Солнц.

Находка, о которой было объявлено в журнале Nature, является самым ярким пульсаром из обнаруженных, - это тип нейтронной звезды, испускающей яркие энергетические лучи, которые регулярно проносятся мимо Земли. Но каковы шансы обнаружить еще один?

По словам одного из авторов статьи, шансы хорошие, ведь теперь они знают, что искать. Деепто Чакрабарти из Института астрофизики и космических исследований Кавли в Массачусетском технологическом институте говорит, что астрономы смогут обнаружить и другие ультраяркие пульсары теперь, когда они знают о существовании таких объектов.

"Обнаружение пульсаций слабых источников является сложной задачей, так как рентгеновские данные не всегда собирают с достаточно высоким разрешением, чтобы сделать измерения. Наше открытие оправдает дополнительные усилия, необходимые для таких временных наблюдений", сообщает он.

Астрономы ранее считали, что этот вид "ультраярких рентгеновских источников", скорее всего, состоит из черных дыр от 5 до 50 раз более массивных нашего Солнца, и излучает энергию, поглощая близлежащую материю. Но черные дыры не в состоянии производить последовательные пульсации как те, которые наблюдаются в этом случае.

Это открытие является еще более удивительным, потому что пульсары по своей природе не очень массивные объекты, из-за чего всегда считались способными только на относительно умеренные рентгеновские сигналы. Недавно обнаруженный пульсар намного ярче, чем ранее считалось возможным.

Чакрабарти верит, что тайна того, как пульсар может быть таким ярким, будет открыта за счет дополнительных экспериментальных наблюдений и при содействии теоретиков.

http://www.infuture.ru/article/12080

Телескоп NuSTAR обнаружил высокоэнергетический источник

Исследователи наблюдали, как мертвая звезда способствовала интенсивному гамма-излучению.

Ниже представлено изображение, в центральной части которого показана жирная голубая точка. Это не что иное, как энергетический пульсар, то есть магнитное, вращающееся ядро звезды, которая однажды взорвалась по типу сверхновой звезды.

Наша галактика Млечный Путь до отказа наполнена все еще яркими остатками взорванных звезд по типу сверхновых.

Когда самые крупные звезды взрываются как сверхновые, они не исчезают за одну ночь, но продолжают длительное время пылать, испуская в окружающее пространство высокоэнергетические гамма-лучи.

Ядерный Спектроскопический Телескоп NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), принадлежащий NASA, помогает распутать эту удивительную тайну. Высокочувствительная рентгеновская обсерватория смогла наблюдать за процессом излучения интенсивных гамма-лучей и подтвердить их источник. Как и предполагали ранее ученые, источником этих излучений стал энергетически пульсар - мертвая звезда. Пульсары - один из нескольких типов звездных остатков, которые существуют в космическом пространстве. Они рождаются, когда звезды взрываются в мощных взрывах по типу сверхновых.

"Энергии от этой мертвой звезды достаточно для того, чтобы привести в действие яркость гамма-излучения и поддерживать его. Это позволяет нам наблюдать это интенсивное гамма-излучение" - сказал Эрик Готзэлф из колумбийского университета (Нью-Йорк).

http://www.infuture.ru/article/11807

Ферми обнаружил пульсар-«трансформер»

В конце июня 2013 года, исключительная двойная система, содержащая быстро вращающуюся нейтронную звезду, претерпела драматических изменений в поведении, никогда ранее не наблюдавшихся.

Исчез радиомаяк пульсара, и в то же время гамма-свечение системы усилилось в пять раз, в соответствии с измерениями космического гамма-телескопа Ферми.

"Это почти как если бы кто-то щелкнул выключателем", сказал Бенджамин Стапперс, астрофизик из Университета Манчестера, Англия, возглавлявший международную попытку понять это поразительное преобразование. "Изменение, видимо, отражает неустойчивое взаимодействие между пульсаром и его компаньоном, которое позволяет исследовать редкий переходный этап в жизни этой двоичной звезды".

Двоичная система состоит из двух звезд, вращающихся вокруг общего центра массы. Эта система, известная как AY Sextantis, находится примерно в 4400 световых лет от Земли в созвездии Секстанта. Эта пара из 1,7-миллисекундного пульсара PSR J1023+0038 (J1023 для краткости) и звезды, содержащей около одной пятой массы Солнца. Орбита этой пары составляет только 4,8 часа, и это ставит их настолько близко друг к другу, что пульсар будет постепенно испарять своего компаньона.

Когда массивная звезда коллапсирует и взрывается как сверхновая, ее ядро может выжить как компактный остаток, и будет называться нейтронной звездой или пульсаром, объектом, набравшим больше массы, чем Солнце, в сферу, размером не больше Вашингтона, округ Колумбия.

Молодые изолированные нейтронные звезды вращаются десятки раз в секунду и генерируют радиопучки, видимый свет, рентгеновские и гамма-лучи, которые астрономы наблюдают в виде импульсов, когда лучи проходят мимо Земли. Пульсары также генерируют мощные "ветры" высокоэнергетических частиц, движущихся почти со скоростью света. Молодые пульсары обычно появляются изолировано, но более половины пульсаров рождаются в двойных системах, что, по предположениям, объясняет их очень быстрое вращение.

"Астрономы давно подозревали, что пульсары подпитываются через передачу и накопление вещества от их звезд-компаньонов", пояснила Энн Арчибальд, научный сотрудник Нидерландского института радиоастрономии (ASTRON) в Двингело, которая обнаружила J1023 в 2007 году. На начальном этапе массообмена, система будет квалифицироваться как низкомассивная рентгеновская двойная, с медленно вращающейся нейтронной звездой, излучающей рентгеновские импульсы. Миллиард лет спустя, когда поток вещества останавливается, система будет классифицироваться как ускорившийся миллисекундный пульсар с радио-эмиссиями, питающийся от быстро вращающегося магнитного поля.

Чтобы лучше понять скорость вращения и орбитальную эволюцию J1023, систему регулярно контролировали и раблюдали, используя радио-телескоп Лавелл, Великобритания, и радиотелескоп синтеза Вестерборк, Нидерланды. Эти наблюдения показали, что радиосигнал пульсара «выключился», что побудило ученых узнать причины изменения свойств ее гамма-излучения. То, что происходит, астрономы причисляют к последним этапам процесса ускорения этого пульсара.

Исследователи ожидают, что система послужит уникальной «лабораторией» для понимания того, как пульсар сформировался и для изучения подробностей того, как происходит аккреция у нейтронных звезд.

http://www.infuture.ru/article/11426

Обнаружена самая холодная звезда во Вселенной

Астрономам удалось обнаружить удивительную звезду, которая является чрезвычайно холодной и тусклой.

Астрономы совсем не преувеличивают, когда говорят, что найденная ими звезда является алмазом. Ученые из Университета Висконсин-Милуоки идентифицировали звезду типа белый карлик, которая, возможно, является самым холодным белым карликом, когда-либо обнаруженным астрономами. Фактически, эта тусклая звезда является столь холодной, что ее углерод кристаллизовался, сформировав алмаз размером с нашу планету.

«Это действительно замечательный объект» - сообщил исследователь Дэвид Кэплан (David Kaplan), который является также преподавателем в университете Висконсина-Милуоки. Открытие было сделано благодаря Национальной Радио Астрономической Обсерватории (NRAO) и телескопа VLBA, который расположен на ее территории.

Обнаружить этот удивительный объект было очень непросто из-за того, что он очень тусклый. Космический алмаз находится на расстоянии всего 900 световых лет от Земли вблизи зодиакального созвездия Водолея.

Дэвид Кэплан и его коллеги смогли найти этот космический драгоценный камень только благодаря тому, что у него имеется более заметный компаньон – пульсар PSR J2222-0137, который посылает радио сигналы, которые и послужили маяком для ученых.

Астрономы заметили, что радио сигналы пульсара PSR J2222-0137 иногда не доходили до них. Как оказалось, тому виной был тусклый почти невидимый белый карлик, который периодически проходит мимо своего компаньона-пульсара, закрывая отосланные им радио сигналы. По оценкам ученых, масса пульсара в 1,2 раза превышает массу нашего Солнца, а масса его компаньона составляет 1,05 солнечной массы. Астрономы также смогли рассчитать, что масса холодной алмазной звезды составляет 2 700 градусов Цельсия.

Ученые считают, что таких звезд во Вселенной может быть немало, но их малая светимость мешает ученым их обнаруживать или делает этот процесс весьма проблематичным, хотя и возможным.

Стоит отметить и то, что несмотря на то, что эта звезда является очень холодной, понятие холода, применимое к космическим объектам, является относительным понятием. 2 700 градусов Цельсия - это совсем не мало, но по сравнению с температурой нашего Солнца, это весьма и весьма низкая температура. Напомним, что температура видимой части Солнца равна 5 500-5 800 градусов по Цельсию.

http://www.infuture.ru/article/11310

Пульсар, заключенный в пузырь сверхновой

Астрономам удалось сделать очень редкое космическое изображение.

Крупные звезды заканчивают свой жизненный срок взрывом: они вспыхивают по типу сверхновых звезд и поражают своей экстремальной яркостью в этот момент. При вспышке они выпускают просто колоссальные объемы энергии в космос. Интересно то, что подобные вспышки влияют на любой окружающий их материал, создавая при этом пузыри, которые расширяются в межзвездном пространстве. В самом сердце подобных пузырей лежат маленькие, плотные нейтронные звезды или черные дыры, останки того, что когда-то сияло ярко как звезда.

Поскольку созданные сверхновой звездой пузыри сияют лишь в течение нескольких десятков тысяч лет перед своим распадом, ученым очень редко выпадает шанс обнаружить нейтронную звезду или черную дыру, которые все еще находятся в пределах расширяющейся оболочки-пузыря. Однако изображение, показанное ниже, позволило ученым увидеть нейтронную звезду, то есть пульсар, внутри пузыря. Изображение было сделано на основе данных европейского наземного телескопа XMM-Newton и обсерватории Cerro Tololo Inter-American Observatory в Чили. Размер изображения эквивалентен дистанции в 457 световых лет.

Пульсар, который мы видим на фотографии, называется SXP 1062. Он находится в предместьях Малого Магелланова Облака, одной из спутниковых галактик нашей собственной галактики Млечный Путь. Это объект, известный как рентгеновский пульсар. Он с жадностью проглатывает материал от соседней сопутствующей звезды и испускает рентгеновское излучение.

В будущем эта картина может стать еще более зрелищной, поскольку у SXP 1062 есть крупная звезда-компаньон, которая еще не взорвалась как сверхновая звезда.

Большинство пульсаров вращается вокруг своей оси невероятно быстро. Однако, исследуя расширяющийся пузырь вокруг этого пульсара и оценивая его возраст, астрономы заметили что-то интригующее: SXP 1062, кажется, вращается слишком медленно для своего возраста. Это фактически один из самых медленных пульсаров известных науке.

В то время как причина этой странной медлительности является все еще большой тайной для астрономов, одно объяснение этому может заключаться в том, что у пульсара есть необычно сильное магнитное поле, которое тормозит его собственное вращение.

Синий цвет в центре пузыря на этом изображении представляет собой рентгеновское излучение пульсара и горячий газ, которые заполняют расширяющийся пузырь. Другие нечеткие синие объекты, видимые на заднем плане, являются внегалактическими источниками рентгеновского излучения.

http://www.infuture.ru/article/11200

Астрономы измерили вращение пульсара

Американские ученые вместе с коллегами из Австралии и Нидерландов измерили параметры вращения пульсара с точностью, которая в миллион раз превышает предыдущий анализ. 

Они использовали искажения импульсов пульсара при прохождении его излучения через пространство между звездами и галактиками, представляющее собой сильноразреженную среду заряженных частиц. Специалисты, изучив отдельные искажения от излучения объекта, смогли реконструировать динамику потоков его излучения в целом.

Согласно доминирующей астрофизической модели, пульсары представляют собой вращающиеся нейтронные звёзды с магнитным полем, которое наклонено к оси вращения, что вызывает модуляцию приходящего на Землю излучения. В зависимости от длины волны излучения различают радиопульсары, рентгеновские и оптические пульсары. В случае рентгеновского пульсара излучение происходит за счет аккреции вещества звезды-спутника, а радиопульсар излучает собственную энергию.

Авторы исследования установили, что для пульсара B0834+06 объем пространства излучения звезды меньше, чем считалось, и не исключено, что он расположен ближе к ее поверхности. Точность своих измерений ученые сравнили с точностью, при которой с Земли можно различить двойную структуру молекулы ДНК, расположенной на Луне.

В исследовании была использована радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами, что позволяет задействовать сразу несколько телескопов, расположенных на больших расстояниях друг от друга. Речь идет о тысячах километров.

Радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами – вид интерферометрии, используемый в радиоастрономии, при котором приёмные элементы интерферометра (телескопы) располагаются не ближе, чем на континентальных расстояниях друг от друга. При этом управление элементами РСДБ интерферометра производится независимо, без непосредственной коммутационной линии связи, в отличие от обычного радиоинтерферометра. Запись данных осуществляется на носители информации с последующей корреляционной обработкой на специализированном вычислительном оборудовании – корреляторе.

Первый радиопульсар PSR J1921+2153 был открыт в июне 1967 года на меридианном радиотелескопе Маллардской радиоастрономической обсерватории Кембриджского университета на длине волны 3,5 м (85,7 МГц). Механизм излучения пульсаров до сих пор остается неясным.

http://naked-science.ru/article/sci/galactic-lens-yields-precision-pulsar-measurement

Астероид, весом в миллиард тонн, сумел «перевести» астрономические часы

Удар астероида, весом в один миллиард тонн, является катаклизмом, способным не только разрушить целые планеты, но и оказать существенное влияние на процессы, происходящие в недрах звезд.

Именно такое воздействие оказал астероид на пульсар PSR J0738-4042, находящийся на удалении 37 тысяч световых лет от Земли в сторону созвездия Кормы (Puppis). И последствия столкновения астероида с пульсаром могли быть еще более трагическими, не имей пульсар собственного средства защиты от космических объектов, в роли которого выступили излучаемые ими невероятно мощные потоки высокоэнергетических частиц, рентгеновского и радиоизлучения.

Ученые-астрономы из австралийской исследовательской организации CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation), используя возможности телескопа Parkes Telescope, давно занимаются исследованиями газовых и пылевых облаков, окружающих некоторые пульсары.

Напомним нашим читателям, что пульсар – это остаток мертвой звезды, маленькая нейтронная звезда, вращающаяся с большой скоростью и излучающая в пространство под воздействием собственных мощнейших магнитных полей потоки высокоэнергетического излучения.

Если ось вращения пульсара находится в определенном положении относительно Земли, то астрономы имеют возможность регистрировать череду импульсов излучения, имеющих определенную форму и следующих друг за другом с высокой точностью.

Благодаря этому пульсары считаются самыми точными «часами» естественного происхождения во Вселенной. Но нередко происходят случаи, когда форма и время следования импульсов пульсаров резко изменяются, и это служит подтверждением катастрофических катаклизмов, произошедших в космосе в непосредственной близости от пульсара.

В случае пульсара PSR J0738-4042 ученые CSIRO в 2008 году отметили изменения частоты и формы его импульсов. При этом, характер изменений указал на то, что пульсар подвергнулся массированной астероидной «атаке». «Один из этих астероидов имел массу приблизительно в миллиард тонн» – рассказывает Райан Шеннон (Ryan Shannon), астроном CSIRO – «Это может быть огромный скалистый астероид или даже маленькая планета».

«Мы считаем, что луч пульсара уничтожил этот астероид, испарил его, превратив в облако газообразного материала. Эти частицы имеют электрический заряд, благодаря чему они взаимодействуют с магнитным полем пульсара. Энергия этого взаимодействия работает как тормоз, замедляя вращение пульсара. Однако, когда основная часть ионизированной материи превратится в высокоэнергетическое излучение, скорость вращения пульсара вернется к ее изначальному значению».

Случай уничтожения астероида лучом пульсара PSR J0738-4042 сам по себе является достаточно редким явлением. Еще большую ценность представляет то, что ученые имеют возможность наблюдать за всеми происходящими процессами в режиме реального времени.

А в настоящее время ученые наблюдают за тем, что происходит в недрах пылевого диска, окружающего пульсар и являющегося остатками огромного астероида, внутри которого может начаться процесс формирования новых астероидов и даже небольших планет.

http://vlasti.net/news/188097

"Чандра" обнаружила уникальный космический объект

Благодаря рентгеновской обсерватории NASA, астрономі нашли и сфотографировали уникальный пульсар.

Американская рентгеновская обсерватория "Чандра", принадлежащая NASA, помогла ученым увидеть необычный джет у пульсара IGR J11014-6103. Речь идет об очень быстро вращающемся пульсаре, который в данный момент пытается сбежать из облака, образованного останками сверхновой звезды. Внимание ученых привлек длинная и мощная струя материала, исходящего на высокой скорости из пульсара.

На основе данных нескольких телескопов, работающих в различных волновых диапазонах, астрономы создали восхитительное составное изображение пульсара IGR J11014-6103 и его джета. Так, на изображении снизу в фиолетовом цвете представлены данные, полученные собственно рентгеновской обсерваторией "Чандра", в зеленом цвете - данные радио телескопа ACTA, а в красном, зеленом и голубом - оптические данные обозревателя неба 2MASS.

Ученые считают, что найденный джет у пульсара J11014-6103 IGR говорит о его неспецифичности. Первоначально этот уникальный в своем роде пульсар был обнаружен европейским спутником INTEGRAL приблизительно в 60 световых годах от нас в центре останков сверхновой звезды SNR MSH 11-61A в созвездии Киля.. , 11-61A в созвездии Киля.

По оценкам астрономов, этот пульсар развивает скорость от 4 миллионов до 8 миллионами и км/час, что делает его одним из самых быстрых когда-либо наблюдаемых пульсаров.
"Мы никогда не видели объект, который вращается настолько быстро и к тому же производит мощную струю выбрасываемого материала" - сказала исследовательница Люсия Пэвэн из университета Женевы в Швейцарии, - "Для сравнения эта струя почти в 10 раз длиннее, чем расстояние между Солнцем и нашей самой близкой звездой".

http://www.infuture.ru/article/10478

Открыт первый гамма-пульсар

...Хотя, возможно, нам это только кажется. Несмотря на то что гамма-изучение от объекта действительно показывает приличные скачки, в действительности они могут быть вызваны флуктуациями магнитного поля, направляющего гамма-лучи пульсара, а вовсе не колебаниями интенсивности последних.

Астрофизики во главе с Луиджи Тибальдо (Luigi Tibaldo) из Стэнфордского университета (США) обнаружили весьма необычный пульсар, который, возможно, стоит считать первым известным гамма-пульсаром.

Обычно пульсар — нейтронная звезда, излучение которой распространяется вдоль выделенных направлений её поверхности, — испускает в радио- или рентгеновском диапазоне. Но только не в гамма-диапазоне, ибо, как считалось, это невозможно: для этого нужны совсем иные процессы, чем для генерации радиоволн и «рентгена». В общем, когда «Ферми» показал, что PSR J2021+4026 из Гаммы Лебедя не похож на обычный пульсар, каким его считали, данные космического гамма-телескопа поначалу вызвали недоверие.

Да и колебания гамма-излучения от PSR J2021+4026 были какими-то странными. Наблюдения начались в 2008 году, и вплоть до октября 2011-го всё было штатно. Но затем уровень гамма-излучения упал почти на 20%. В то же самое время начала постепенно падать скорость вращения пульсара.

Что и насторожило астрофизиков. Обычно по мере снижения скорости вращения пульсара количество излучаемой им энергии растёт, так как само замедление идёт как раз за счёт того, что энергия вращения тратится на это излучение. А тут энергия излучения резко падает как раз тогда, когда она, по идее, должна расти. «Куда всё ушло?» — задаёт риторический вопрос Луиджи Тибальдо.

Теоретическая обработка проблемы PSR J2021+4026, предложенная его группой, довольно необычна. Учёные считают, что мощное возмущение магнитного поля, окружающего пульсар, вызвало изменения в потоке его гамма-излучения.

Кажется, это возможно, ведь тамошние магнитные поля в триллионы раз мощнее земного; они, вообще говоря, могут породить флуктуацию, которая способна повлиять даже на доходящее до нас гамма-излучение целого пульсара, поскольку именно магнитное поле определяет ту точку нейтронной звезды, от которой её излучение может начать своё распространение по космосу.

Если линии магнитного поля в какой-то точке были прорваны и затем пересоединились (менее чем за неделю, по данным телескопов), то это действительно могло передвинуть линию распространения гамма-лучей, из-за чего на Земле возникло ощущение, что пульсар обладает переменным гамма-испусканием, хотя на деле оно было переменным только для земного наблюдателя.

К сожалению, чтобы подтвердить или опровергнуть эту точку зрения, не хватает многого. В том числе ещё одного пульсара, генерирующего резкие колебания в гамма-излучении, ведь пока PSR J2021+4026 остаётся единственным в этом роде. «Нам нужно ещё что-то такое, чтобы понять, что там происходит», — говорит учёный.

Отчёт об исследовании представлен на 27-м Техасском симпозиуме релятивистской астрофизики, а также опубликован в издании Astrophysical Journal Letters.

http://compulenta.computerra.ru/universe/astronomy/10010874/

Миллисекундный пульсар обнаружен в редкой трехзвездной системе

Если вы ищете что-то действительно уникальное, тогда проверьте космическую троицу, разысканную командой международных астрономов, использующих радиотелескоп Грин-Бэнк (Green Bank Telescope, GBT).

Эта необычная группа находится в созвездии Тельца и включает в себя пульсар, выведенный на орбиту парой белых карликов. Это первый случай, когда исследователи нашли тройную звездную систему, содержащую пульсар.

«Это действительно удивительная система с тремя дегенеративными объектами. Она пережила три этапа массообмена и взрыв сверхновой, и все же она осталась динамически стабильной», сказал Томас Таурис (Thomas Tauris), первый автор исследования. «Пульсары ранее находили с планетами, и в последние годы был обнаружен ряд своеобразных двойных пульсаров. Но этот новый миллисекундный пульсар – первый обнаруженный с двумя белыми карликами.

Это было не просто случайное открытие. Наблюдения далекого J0337+1715 (4 200 световых лет от Земли) пришло в интенсивной программе исследований с участием нескольких крупнейших в мире радиотелескопов, в том числе GBT, радиотелескопа в Аресибо в Пуэрто-Рико и WSRT (Westerbork Synthesis Radio Telescope) Нидерландского института радиоастрономии (ASTRON). Аспирант Университета Западной Вирджинии Джейсон Бойлес (Jason Boyles) был первым обнаружившим миллисекундный пульсар, вращающийся почти 366 раз в секунду, «захвативший» систему, размером не больше, чем орбита Земли вокруг Солнца.

«Эта трехзвездная система предоставляет нам больше шансов изучить работу таких систем, и, возможно, обнаружить проблемы общей теории относительности, которые некоторые физики ожидают увидеть в таких экстремальных условиях», сказал Скотт Рэнсом (Scott Ransom) из Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO).

Мало того, что исследовательская группа взялась за огромное количество информации, но она также решила взять на себя задачу моделирования системы. «Наши наблюдения этой системы помогли сделать несколько самых точных измерений масс в астрофизике», сказала одна из исследователей Энн Арчибальд (Anne Archibald) из ASTRON. «Некоторые из наших измерений относительных положений с точностью до сотни метров, хотя эти звезды находятся примерно в 10 000 триллионов километрах от Земли», добавила она.

«Продвигаясь вперед, система предоставляет ученым уникальную возможность обнаружить нарушение концепции под названием сильный принцип эквивалентности. Это принцип является важным аспектом общей теории относительности и заявляет, что воздействие силы тяжести на тело не зависит от характера или внутренней структуры этого тела».

http://www.infuture.ru/article/10173

Белые карлики с неправильным весом ведут к появлению нейтронных звезд с неправильными орбитами

У нейтронных звёзд, являющихся пульсарами и находящихся в двойных системах, должны быть почти круговые, правильные орбиты. «Но нашёлся один, непокорный судьбе», а за ним, как это часто бывает, и ещё парочка...

Астрономы в попытке обуздания столь странного явления создали гипотезу, которая кажется ещё диковиннее того, что она призвана объяснить.

Нейтронные звёзды могут вращаться очень быстро; текущий рекорд равен 716 оборотам в секунду. Учитывая, что речь идёт о вращении объекта диаметром в четверть сотни километров, цифра эта, прямо скажем, вполне экстремальная, и даже среди таких экзотических объектов тела столь быстрого вращения выделяются в отдельную категорию миллисекундных пульсаров.

Как это у них получается? В 1982 году, когда особо «оборотистые» пульсары были открыты, стандартное объяснение звучало так: речь идёт об очень старых нейтронных звёздах, которые оказались в системе двух звёзд. Из-за колоссальной гравитации нейтронной звезды (НЗ) она рано или поздно начинает перетаскивать на себя вещество от обычного светила.

Падающая материя раскручивает НЗ, со временем доводя период её вращения до вышеупомянутых головокружительных значений. Затем вторая звезда становится белым карликом, а НЗ — миллисекундным пульсаром, то есть телом, ось магнитного поля которого наклонена относительно оси его вращения.

Системы так и назвали: рентгеновские двойные звёзды (микроквазары), благо аккреционный диск из падающей на НЗ материи разогревается так сильно, что прилично излучает в рентгеновском диапазоне. Этот сценарий прошёл даже теоретическую критику, на первый взгляд, совпадая с данными наблюдений реальных рентгеновских двойных звёзд и возникающих на их месте миллисекундных пульсаров.

Трудности, указывающие на возможность иного сценария, стали возникать сравнительно недавно. Открытие PSR J1946+3417 — одного из 14 новых пульсаров, найденных с помощью Эффельсбергского радиотелескопа, — вызвало к жизни несколько сложных вопросов. Вращаясь вокруг своей оси по 315 раз в секунду, он явно должен быть миллисекундным пульсаром.

Однако остальные объекты такого рода имеют орбиты, очень близкие к круговым: они «полировались» гравитационным взаимодействием со второй звездой системы миллионами лет, и, по идее, орбиты там просто не могут быть слишком уж эллиптическими. А вот у PSR J1946+3417 всё иначе, причём эллиптичность орбиты на четыре порядка больше, чем у других систем со сходной периодичностью вращения!

Масса звезды-компаньона тамошней НЗ равна 0,24 солнца, и это, по всей видимости, гелиевый белый карлик. Сам по себе он не может объяснить таких неправильных орбит, и это делает PSR J1946+3417 не только первым известным миллисекундным пульсаром с неправильной орбитой, но и первым кандидатом в пульсары совершенно особого типа.

Астрономы во главе с Паоло Фрейре (Paulo Freire) из Института радиоастрономии им. Макса Планка (Германия) отмечают: хотя, по идее, PSR J1946+3417 может происходить и из тройной звёздной системы, вероятность этого сценария не стоит переоценивать. Да, третье тело способно объяснить наблюдаемую необычную орбиту этого миллисекундного пульсара.

Системы из трёх звёзд не столь редки, и в них даже длительное соседство с другим светилом, позднее становящимся белым карликом, может не привести к возникновению круговых орбит: третье тело будет всё время возмущать движение и нейтронной звезды, и её ближайшего компаньона. Вот только во множестве случаев такие системы испытывают сильнейшую динамическую нестабильность и показывают широчайшую гамму возможных орбит и параметров. Между тем вместе с PSR J1946+3417 удалось найти ещё пару систем с очень сходными параметрами, а такие совпадения, строго говоря, должны случаться очень редко.

Так что же это? Модель Фрейре и Ко, объясняющая сей странный пульсар, очень необычна. Учёные считают, что некогда в PSR J1946+3417 была пара звёзд — белый карлик массой примерно в 1,2 солнечной и обычная звезда примерно вдвое тяжелее нашей. По мере «воровства» первым материи у второй белый карлик подошёл к пределу Чандрасекара, после которого он должен схлопнуться в нейтронную звезду.

Однако с переносом вещества из аккреционного диска он успевал к этому моменту раскрутиться до таких оборотов, что центробежные силы противостояли тяготению внутренних слоёв звезды, и карлик просто не схлопывался внутрь, хотя и превысил максимально допустимый вес. Когда соседняя звезда стала белым карликом и первый белый карлик перестал подпитываться ею, его вращение постепенно начало замедляться — ведь подпитка извне для него закончилась.

Со временем скорость вращения падала ниже критической точки, которая позволяла белому карлику чрезмерной массы существовать. И он одномоментно схлопнулся в нейтронную звезду, высвободив при этом огромное количество энергии. Что не менее важно, его гравитация претерпевала столь резкие локальные колебания, что его орбита, а также орбита соседнего белого гелиевого карлика деформировались, став из почти круговых сильно вытянутыми, эллиптическими.

Красиво? В том-то и дело, что астрономическая гипотеза не самолёт, и одна красота не даёт ей надежду на соответствие суровым требованиям реальности. «Наш новый подход очень элегантен, — без ложной скромности говорит Паоло Фрейре. — Но следует ли ему природа, создавая миллисекундные пульсары именно таким способом?..»

Как проверить? Моделирование показало, что системы, возникшие этим необычным путём из «неправильных» белых карликов, должны тяготеть к орбитальным периодам между 30 и 60 днями, чаще всего — к цифре посредине. Пока все три системы-кандидата действительно подходят под этот параметр, однако для окончательного подтверждения нужны дополнительные наблюдения как в оптическом, так и в радиодиапазоне.

«Если наша теория пройдёт соответствующую проверку, мы узнаем много нового о процессах и потере массы, связанной с возникновением аккреционных сверхновых, а также о внутренностях нейтронных звёзд [во многом до сих пор загадочных] — заключает Паоло Фрейре. — Это может быть исключительно полезно для понимания происходящего».

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

http://compulenta.computerra.ru/universe/astronomy/10010644/

Пульсары указали на редкость слияний черных дыр во Вселенной

Частое возникновение гравитационных волн серьёзно исказило бы излучение, идущее от пульсаров, утверждают австралийские исследователи. И раз таких искажений не наблюдается, сильные гравитационные волны должны быть редки — как и порождающие их слияния сверхмассивных чёрных дыр.

Викрам Рави (Vikram Ravi) из Мельбурнского университета и Райан Шэннон (Ryan Shannon) из Государственного объединения научных и прикладных исследований(оба — в Австралии) нанесли серьёзный удар по нынешней картине формирования сверхмассивных чёрных дыр (СМЧД), населяющих центры галактик нашей Вселенной.

Человечество находит квазары — активные ядра галактик, содержащих СМЧД, которые легко обнаруживаются по излучению из их окрестностей, — на огромных расстояниях от Земли. Самые древние из них старше 13 млрд лет, что на фоне истории Вселенной, вряд ли насчитывающей более 13,8 млрд лет, выглядит предельно загадочно. Получается, что после возникновения мироздания и реионизации, сделавшей возможным формированием звёзд, на образование СМЧД было очень мало времени — настолько, что всё расчёты показывали: набор ими огромной массы только за счёт поглощения окружающего газа и пыли невозможен. Нужен другой путь, и астрономы объясняли сверхбыстрое возникновение полноценных СМЧД их слиянием.

Н как проверить такую гипотезу, задумались Викрам Рави и Райан Шэннон. То есть задумались они далеко не первыми, благо ясно, что слияние двух СМЧД породит гравитационные волны, «рябь» пространства-времени, искажающие те области, через которые такие волны проходят. Однако до сих пор на констатации необходимости поиска таких волн всё и заканчивалось — чувствительности земной аппаратуры для регистрации их пока не хватает. И Рави с Шэннононом попробовали подсчитать, насколько такие гравитационные волны должны влиять на другие космические процессы, и нет ли среди этих процессов таких, которые мы уже способны обнаруживать с должной надёжностью.

По их мнению, это должны быть пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звёзды, от которых до нас доходит радиоизлучение, чья периодичность связана с периодом вращения нейтронной звезды. Оказалось, что регулярное вращение такого объекта должно весьма серьёзно возмущаться гравитационными волнами от сливающихся пар чёрных дыр, и земные инструменты уже сегодня могут это зафиксировать. Осознав это, астрономы предприняли попытку их поиска — то есть, по сути, вознамерились косвенно зарегистрировать гравитационные волны. Для соответствующих наблюдений использовался радиотелескоп Паркса, точнее — его архив многолетних наблюдений за двадцатью пульсарами. Если бы гравитационные волны от слияний ЧД тяжелее миллиона масс Солнца и впрямь проходили через районы расположения любого из двадцати пульсаров, следы этого почти наверняка присутствовали бы в изменении периодичности поступления радиосигналов.

Да, идея небезупречна — сами нейтронные звёзды могут слегка менять периодичность вращения по ряду причин, относящихся к их собственной природе и не связанных с гравитационными волнами. Однако такие глитчи, во-первых, до некоторой степени изучены. А во-вторых, в статистике наблюдений их сравнительно мало — и есть нейтронные звёзды, являющихся пульсарами без существенных глитчей.

И вот итог наблюдений Рави и Шэннона: статистка поведения известных пульсаров не позволяет предположить возможности частого слияния чёрных дыр как основного механизма их роста. Это означает, что СМЧД должны становиться сверхмассивными с помощью иных средств — скажем, пожирая межзвёздный газ.

У выводов австралийцев есть две кажущиеся уязвимыми тонкости. Во-первых, совершенно неясно, как СМЧД умудрились столь консервативным способом набрать массу почти сразу после реионизации. Сегодня чёрные дыры с такой скоростью не растут нигде, и имеющиеся теории, описывающие поглощение материи чёрными дырами, пока не позволяют предположить, какие механизмы позволяли им так быстро заглатывать газ.

Во-вторых, мы совершенно точно знаем, что галактики сливаются — к примеру, наша собственная является продуктом многократных слияний, да и в будущем она неизбежно сойдётся с Туманностью Андромеды, а затем и с галактикой Треугольника. Когда это происходит, СМЧД тоже должны «воссоединяться». И если слияние галактик — частое событие, то таковы должны быть и гравитационные волны, вызываемые ими. Иными словами, если статистика пульсаров их не показывает, то часть СМЧД при слиянии галактик как-то избегает соединений и поглощений. Но как?

Наконец, исследователи идут ещё дальше. Поскольку при слиянии галактик так или иначе столкновения и слияния хотя бы части СМЧД не избежать, то и сам факт частого слияния галактик как основного пути роста массы крупнейших галактик может оказаться под вопросом. Следовательно, они также могли «набрать вес» за счёт интенсивного использования газа, а не столкновений.

Похоже, перед нами тот вид исследований, который порождает больше интригующих вопросов, чем давно искомых ответов:

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Science, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

http://compulenta.computerra.ru/universe/astronomy/10009621/

В созвездии Стрельца обнаружили пульсар-трансформер

В созвездии Стрельца на расстоянии в 18 тысяч световых лет от Земли обнаружили необычный радиопульсар-трансформер, который периодически превращается в другой тип нейтронной звезды - рентгеновский пульсар, пишет издание Nature.

Данный объект, получивший имя IGR J18245-2452, в ходе наблюдений вел себя крайне необычно для пульсара такого типа - он периодически "исчезал" из радиодиапазона на несколько лет, что привело к его двойному открытию сразу двумя группами астрономов в 2005 и 2013 годах.

Изучив снимки М28 в других диапазонах, ученые заметили, что в этой же точке скопления присутствует и рентгеновский пульсар.

Это озадачило ученых - радио- и рентгеновские пульсары по своей сути несовместимы друг с другом и не могут обитать в одной двойной системе. Поэтому в ней должна присутствовать только одна нейтронная звезда, а ее спутником является обычное светило.

Ученые считают, что данный радиопульсар стал "трансформером" благодаря тому, что он периодически перетягивает часть материи со своего спутника.

Раскаленная плазма образует "кольцо" вокруг нейтронной звезды и начинает падать на ее поверхность, что порождает рентгеновское излучение и заставляет пульсар крутиться быстрее.

Когда запасы газа иссякают, IGR J18245-2452 превращается обратно в миллисекундный радиопульсар.

По словам авторов статьи, только такой механизм может объяснить то, почему данный объект способен изменить свою сущность за недели и месяцы - мгновения с точки зрения астрономии.

Напомним, в 2008 году группа ученых под руководством Дэвида Чемпиона при помощи радиотелескопа в Аресибо обнаружила необычный миллисекундный пульсар с сильно вытянутой орбитой.

http://korrespondent.net/tech/science/1607791-v-sozvezdii-strelca-obnaruzhili-pulsar-transformer

Астрономы измерили магнитное поле черной дыры в центре нашей Галактики

Изучив пульсар, обнаруженный вблизи центра Млечного Пути, ученые смогли измерить силу магнитного поля супермассивной черной дыры в центре Галактики, пишет журнал Nature.

С момента обнаружения в центре Млечного пути сверхмассивной черной дыры Sgr A*, ученые не зафиксировали ни одной мощной вспышки, которые обычно возникают при поглощении комков материи. Именно отсутствие наблюдений о поглощении дырой пищи не позволяло ученым изучить ее магнитное поле.

Ситуация изменилась, когда в центре галактики обнаружили радиопульсар PSR J1745-2900. Исходящее из него излучение помогло ученым измерить силы магнитного поля, окаймляющего черную дыру, так как импульсы пульсаров отличаются высокой поляризованностью, и при прохождении через сильное магнитное поле их поляризация меняется.

Проследив за вспышками пульсара, астрономы выяснили, что поляризация его излучения сильно менялась, когда пульсар пролетал через газ, окружающий черную дыру. По предварительным расчетам силы магнитного поля Sgr A* должно хватить на дополнительный "разгон" газа во время его путешествия к черной дыре. Ускорение разогревает газ, и это объясняет относительно высокую яркость Sgr A*.

"Астрономы десятилетиями искали пульсар вблизи черной дыры в нашей галактике. Так что это открытие - огромный прорыв, хотя остается загадкой, почему их поиск занял столько времени", - объясняют исследователи.

Ранее астрономы из Великобритании измерили скорость вращения сверхмассивной черной дыры, вичислив расстояние между диском аккреции и предположительным центром объекта. Ученые достигли высокой точности измерений, проследив за процессами в диске аккреции - облаке материи из межзвездного газа и останков съеденных черной дырой звезд.

http://korrespondent.net/tech/science/1592466-astronomy-izmerili-magnitnoe-pole-chernoj-dyry-v-centre-nashej-galaktiki

Пульсары снова «доказали» общую теорию относительности

Физики подтвердили существование гравитационных волн, наблюдая за двойной звездной системой из пульсара и белого карлика. Полученные результаты международная группа ученых опубликовала в Science.

Обзор статьи приводит Nature News. Массивный пульсар (вращающаяся нейтронная звезда, излучающая радиоволны), расположенный в центре двойной звездной системы J0348+0432, по массе вдвое тяжелее Солнца. Двухлетние наблюдения за низкой (два расстояния от Земли до Луны) орбитой, по которой вокруг пульсара вращается белый карлик, позволили подтвердить постулаты общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна.

Орбита белого карлика в такой звездной системе (близко расположенных массивных звезд), согласно теории, должна постепенно сокращаться в силу потерь энергии на излучение гравитационных волн. Астрономы вычислили, что период орбиты составляет около 2,5 часов и сокращается на 8,6 микросекунд ежегодно. Результаты наблюдений разошлись с теоретическими данными на 5 процентов.

Гравитационные волны, существование которых предсказывает ОТО, представляют из себя колебания пространства-времени, которые распространяются со скоростью света. Зафиксировать такие искажения гравитационного поля сложно, поскольку их воздействие на окружающие объекты весьма незначительно.

Впервые косвенное доказательство существования таких волн было получено после изучения пульсаров в двойной звездной системе PSR B1913+16, обнаруженной в 1974 году. За открытие нового типа пульсаров в этой системе и изучение возникающих в ней релятивистских эффектов ученым Расселу Халсу и Джозефу Тейлору младшему в 1993 году вручили Нобелевскую премию по физике.

Для поиска необычных пульсаров, на базе которых можно изучать гравитационные волны, в 2005 году был запущен проект распределенных вычислений Einstein@Home. Вычислительные мощности домашних компьютеров используются для анализа данных, полученных обсерваториями. По состоянию на 2012 год, проект позволил обнаружить 46 новых пульсаров.

http://viknaodessa.od.ua/news/?news=70196

Астрономы не смогли объяснить поведение пульсара-хамелеона

Ученые установили, что пульсар PSR B0943+10 способен менять режимы излучения, в одном из которых он испускает рентгеновские лучи, а в другом - радиоволны. Астрофизики пока не знают, как объяснить такое поведение звезды. Работа опубликована в журнале Science, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте Space.com и на сайте университета Вермонта.

Пульсар PSR B0943+10 расположен в трех тысячах световых лет от Земли, а его возраст составляет около пяти миллионов лет. Звезда вращается вокруг своей оси с периодом в 1,1 секунды, излучая пульсирующие радиосигналы.

Пульсар привлек внимание ученых тем, что он относится к редкому подклассу таких объектов, которые помимо радиоволн излучают также рентгеновские лучи.

Наблюдения за звездой в рентгеновском диапазоне проводились с помощью орбитального телескопа "XMM-Newton", а в радиодиапазоне за излучением следили наземные радиообсерватории на территории Нидерландов и Индии.

Ученые обнаружили, что периодически (иногда раз в полчаса, а иногда и раз в пять-шесть часов) пульсар резко меняет интенсивность излучения. Причем, тогда, когда падает активность в радиодиапазоне, возрастает активность в рентгеновском диапазоне и наоборот.

Астрофизики пока не знают, какие механизмы лежат в основе таких переключений режима. Возможно, они связаны с поведением внешней магнитосферы звезды. "В опубликованной к настоящему моменту литературе нет ничего, что могло бы объяснять то, что происходит [с этим пульсаром]" - прокомментировал результаты работы один из авторов, сотрудник университета Амстердама Вим Хермсен (Wim Hermsen).

Пульсары являются вращающимися нейтронными звездами с мощным магнитным полем. Если ось их вращения не совпадает с линией между магнитными полюсами, то наблюдение таких звезд приводит к регистрации пульсирующего излучения, от которого они и получили свое название.

http://lenta.ru/news/2013/01/25/chameleonpulsar/

Новое видео NASA: пульсар Vela

На сайте НАСА представлено бесподобное новое видео пульсара Vela. То, что мы видим, является результатом наблюдений рентгеновской обсерватории Chandra (Chandra X-ray Observatory).

Быстро движущаяся струя частиц, порождаемых в результате быстрого вращения нейтронной звезды. Исследователи полагают, что эти наблюдения позволят по-новому взглянуть на природу плотного вещества во Вселенной.

Пульсар Вела находится на расстоянии около 1000 световых лет от Земли, его диаметр около 19 км, полный оборот совершает за 89 миллисекунд. По мере вращения пульсара «высвобождаются» струи заряженных частиц. В фильме использованы данные обсерватории Чандра, полученные с июня по сентябрь 2010 года. Пульсар Вела – нейтронная звезда, которая сформировалась из звёздного ядра, сжавшегося до ядерной плотности. Полагают, что пульсар появился более 10 000 лет назад, когда произошёл взрыв массивной звезды. Под действием электрического и магнитного полей пульсара заряженные частицы разгоняются практически до скорости света. На данный момент исследователи предполагают, что пульсар может испытывать медленные прецессионные колебания. Период прецессии по некоторым оценкам составляет около 120 дней.

Это второй видеоролик, созданный благодаря работе телескопа Чандра.

В данном случае  изменения в струе менее выражены, поэтому авторы не соглашаются, что происходит процесс прецессии.

Явление прецессии наблюдается и у Земли. Согласно современным данным полный цикл земной прецессии равен 25 765 лет. В связи с колебанием оси вращения Земли происходит изменение положения звёзд по отношению к экваториальной системе координат. Так, через какое-то время Полярная звезда не будет ближайшей к северному полюсу яркой звездой.

http://www.infuture.ru/article/7864

Российские учёные приблизились к пониманию природы радиопульсаров

Несмотря на то что радиопульсары, чрезвычайно быстровращающиеся нейтронные звёзды, были открыты почти полвека назад, в 1967 году, наши представления о них пока остаются неполными. Два недостающих звена, необходимых для сопоставления теории радиопульсаров с их наблюдениями, заключались в дополнении знаний о процессе формирования и распространения радиоизлучения. 

Первое звено такого соединения теории и практики — механизм образования излучения пульсара в его магнитосфере — было предложено группой учёных из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (Александром Гуревичем, Яковом Истоминым и Василием Бескиным) чуть больше 20 лет назад.

«Излучение формируется в магнитосфере пульсара, в этом нет никаких сомнений, — рассказывает Яков Истомин. — Заряженные частицы, двигаясь по кривой траектории с ускорением, излучают электромагнитные волны. Но поскольку плотности в магнитосфере большие, то важно найти коллективный механизм излучения, то есть не от одной частицы, а от ансамбля. При этом излучение происходит в фазе, то есть оно когерентно, и его мощность возрастает пропорционально не числу частиц, а их квадрату. Очень важную роль играет также поляризация излучения. Двадцать с лишним лет назад нами была найдена такая неустойчивость, которая приводит к генерации излучения. Мы назвали её изгибно-плазменной».

Второе звено — то, как излучение распространяется, — необходимо было прояснить. Дело в том, что наблюдаемые параметры излучения, такие как средний профиль, поляризация, зависимости спектра от частот, определяются не только механизмом формирования излучения, но и процессом его распространения. Эти волны выходят из магнитосферы нейтронной звезды, характеризующейся очень высокой плотностью, в межзвёздную среду очень низкой плотности, и их параметры формируются именно при этом резком переходе. «Никаких принципиальных физических процессов или эффектов, которые мешали бы понять процесс распространения радиоизлучения пульсаров, нет, — комментирует проблему Василий Бескин. — Это область распространения электромагнитных волн в плазме, но просчитать, как это происходит, до сих пор никто не мог. Дело здесь исключительно в аккуратности учёта всех эффектов и, соответственно, в математической сложности расчётов».

Два года ушло у г-на Бескина и его студента из Московского физико-технического института Александра Филиппова на последовательные расчёты процесса распространения радиоизлучения. В качестве модели использовалась дополненная (и до того многократно подтверждённая) «модель полого конуса». Она заключается в том, что диаграмма направленности радиоизлучения повторяет профиль плотности вторичной электронно-позитронной плазмы, истекающей вдоль открытых магнитных силовых линий от пульсара в пространство. По внешнему виду профиль похож на полый конус, отсюда и название модели.

«При распространении излучения нужно учитывать много эффектов, которыми раньше пренебрегали, — поясняет Василий Бескин. — Один из моментов, которые необходимо было внести в модель, заключается в учёте двулучепреломления магнитоактивной плазмы, в результате чего волны различной поляризации могут по-разному распространяться в магнитосфере нейтронной звезды. Кроме того, до сих пор не всегда последовательно учитывалось связанное с вращением пульсара электрическое поле, которое в области формирования поляризационных характеристик выходящего излучения становится порядка магнитного. Это обусловливает вид тензора диэлектрической проницаемости, гораздо более сложный, чем в обычной плазме. В нашей работе была также выбрана реальная структура магнитного поля, а не поле невозмущённого диполя, как делалось, поскольку дипольное приближение справедливо далеко не во всей рассматриваемой области».

Электронно-позитронная плазма, рождаемая жёсткими гамма-квантами вблизи поверхности нейтронной звезды, истекает из магнитосферы пульсара вдоль магнитных силовых линий. Вот почему, чтобы знать плотность частиц в каждой точке вдоль траектории распространения радиоизлучения, нужно просчитать, как искривилась та или иная магнитная силовая линия.

По словам г-на Бескина, для определения плотности плазмы приходилось в каждой точке вдоль луча интегрировать назад вдоль магнитных силовых линий, чтобы знать, в какой области на поверхности нейтронной звезды частицы начали движение. В предыдущих работах, которые рассматривали вращение простого диполя, а также предполагали, что радиоизлучение распространяется по прямой, многие важные эффекты не могли быть учтены.

Полученные результаты, как полагают физики, помогут продвинуться в понимании природы активности пульсаров и в определении параметров истекающей плазмы. Действительно, воспользовавшись построенной количественной теорией распространения волн и анализируя наблюдаемые профили излучения конкретных радиопульсаров, можно понять, как устроена и сама магнитосфера нейтронной звезды. В настоящее время эти работы ведутся совместно с Пущинской радиоастрономической обсерваторией АКЦ ФИАН, а также группой М. Крамера, директора Института радиоастрономии имени Макса Планка (Германия).

http://science.compulenta.ru/722507/