Pulsary
1 Maj 2005r. w Gwiazdy Zmienne i Niestacjonarne napisał/a Marcin SzulcW końcu 1967 roku A. Hewish i jego współpracownicy (Cambridge w Anglii) odkryli niezwykłe radioźródła wysyłające promieniowanie pulsujące o bardzo krótkim okresie czasu od 1/30 s do blisko 5 s. Pulsacje mają przebieg bardzo regularny. Obiekty te otrzymały nazwę pulsarów.
W końcu 1967 roku A. Hewish i jego współpracownicy (Cambridge w Anglii) odkryli niezwykłe radioźródła wysyłające promieniowanie pulsujące o bardzo krótkim okresie czasu od 1/30 s do blisko 5 s. Pulsacje mają przebieg bardzo regularny. Obiekty te otrzymały nazwę pulsarów. Obserwowano je w znacznej rozpiętości częstotliwości drgań od 40 do 5000 MHz.
Znamy już sporą ilość pulsarów. Okresy ich daje się wyznaczyć z wielką dokładnością rzędu 10-5 a nawet 10-6 sekundy. W początkowych błyskach czyli pulsach gwiazdy rozróżniamy dwie ich składowe. Pierwsza z nich stanowiąca podstawowy puls ma największe natężenie, druga zaś składowa występuje w różnych miejscach przebiegu pulsacji, czasami na gałęzi wstępującej podstawowego pulsu, a czasami w połowie okresu zmienności. Te podpulsy miewają inny okres niż pulsy podstawowe, znany zaś jest przypadek, że w pulsacji występuje aż 5 składników. Okresy wtórne bywają bardzo krótkie, w szczególności zaobserwowano je jako rzędu 10-3 sekundy. Radiopromieniowanie jest spolaryzowane, przy czym stopień polaryzacji poszczególnych składowych może być różny.
Pulsary są obiektami stosunkowo bliskimi, wchodzącymi w skład naszej Galaktyki. Odległość ich daje się oceniać m. in. na podstawie rodzaju scyntylacji ich światła, spowodowanej przez elektrony przestrzeni międzygwiazdowej. Zjawisko to sprawia, że w przypadku rejestrowania poszczególnych wybuchów radiopromieniowania pulsarów w różnych częstotliwościach mniejszych. Z opóźnień tych, przy odpowiednich założeniach dotyczących rozkładu przestrzennej gęstości elektronów międzygwiazdowych, mogą być oceniane odległości poszczególnych pulsarów. Obliczane w ten sposób odległości są mniejsze od 3000 parseków.
Z krótkości trwania poszczególnych pulsów i ich dużej amplitudy wnioskujemy o małych rozmiarach pulsarów, których średnice wynoszą po kilkadziesiąt kilometrów. Stąd wynika, że gwiazdy te są zbudowane z materii bardzo gęstej. Najbardziej powszechnie przyjmowanym założeniem jest to, że mamy tu do czynienia z gwiazdami neutronowymi o gęstości znacznie przewyższającej gęstość białych karłów.
Własności gwiazd neutronowych badane są teoretycznie już od przeszło 60 lat, dopiero jednak odkrycie pulsarów potwierdziło istnienie tego rodzaju obiektów. Gwiazdy neutronowe powstawać mogą podczas zapadania grawitacyjnego gwiazdy przy wybuchach gwiazd supernowych, stanowić więc mogą ich końcowy produkt. Takim jest właśnie pulsar oznaczony symbolem NP 0532, leżący w środku mgławicy Krab, która jest pozostałością wybuchu supernowej z 1054 roku.
Pulsar NP 0532 został zbadany wielostronnie i może służyć jako modelowy obiekt tego rodzaju gwiazd, choć nie należy zapominać o tym, że wyróżnia się od pozostałych gwiazd swym najkrótszym okresem wynoszącym zaledwie 0s,033. Zidentyfikowano go optycznie z gwiazdą 17m, u której zaobserwowano w 1968 roku zmiany blasku właśnie w okresie 0s,033. Błyski optyczne gwiazdy trwają po 0s,0014 dla głównego pulsu i po 0s,0028 dla wtórnego interpulsu. Odnoszą się one do południowego składnika gwiazdy podwójnej stanowiącej jądro mgławicy Krab i składnik ten może być uważany za źródło radiopromieniowania.
Z obserwacji wykonanych z rakiet wysyłanych poza atmosferę Ziemi stwierdzono, ze NP 0532 pulsuje również w dziedzinie promieniowania rentgenowskiego w tym samym okresie 0s,033. Na balonie zaś, który wyniósł aparaturę do mierzenia efektu Czerenkowa, stwierdzono jeszcze w 1971 roku, że NP 0532 pulsuje jako źródło promieniowania gamma, również w okresie 0s,033. W ten sposób pulsacje w okresie 0s,033 przebiegają u tego pulsara w szerokim zakresie od długich fal radiowych o częstotliwości setek MHz poprzez promieniowanie optyczne i rentgenowskie, aż do promieniowania gamma. Należy tu zaznaczyć, że pulsowanie w promieniowaniu rentgenowskim stwierdzono i u innych pulsarów.
Podstawowe pulsy gwiazd neutronowych wiążą się z obrotem tych gwiazd dookoła osi. Są one miarą tego obrotu, przy czym okres zmienności pulsara NP 0532 wydłuża się o 3,65 x 10-8 na dobę. Przy założeniu, że ta gwiazda neutronowa obraza się dookoła osi jako ciało sztywne wynika, ze traci ona energię w ilości 1038 erg/s. Jednocześnie wiemy, na podstawie znanej nam z obserwacji ekspansji i promieniowania przez szybkie elektrony relatywistyczne mgławicy Krab, że traci ona właśnie 1038 erg/s. Zgodność tych liczb sugeruje, że energia ekspansji mgławicy i szybkość elektronów pochodzi z ruchu obrotowego pulsara NP 0532.
Osobliwości gwiazd neutronowych jakimi są pulsary, polegają nie tylko na ich wielkich gęstościach, lecz i na właściwościach zewnętrznych powłok. Odległości pomiędzy jądrami atomowymi w nich są tak małe, znacznie mniejsze od analogicznych odległości w białych karłach, ze atomy tworzą sztywną siatkę krystaliczną. A więc można sądzić, że gwiazda neutronowa ma stałą skorupę, jednakże o bardzo wysokiej temperaturze rzędu 100 milionów kelwinów, pod nią zaś leży warstwa neutronowa z niewielką domieszką protonów i elektronów. W tym neutronowym ośrodku możliwe są krótkotrwałe oscylacje, które mogą prowadzić do trzęsień stałej powierzchni gwiazdy.
Referencje:
Eugeniusz Rybka: "Astronomia Ogólna" wyd. VI
Znamy już sporą ilość pulsarów. Okresy ich daje się wyznaczyć z wielką dokładnością rzędu 10-5 a nawet 10-6 sekundy. W początkowych błyskach czyli pulsach gwiazdy rozróżniamy dwie ich składowe. Pierwsza z nich stanowiąca podstawowy puls ma największe natężenie, druga zaś składowa występuje w różnych miejscach przebiegu pulsacji, czasami na gałęzi wstępującej podstawowego pulsu, a czasami w połowie okresu zmienności. Te podpulsy miewają inny okres niż pulsy podstawowe, znany zaś jest przypadek, że w pulsacji występuje aż 5 składników. Okresy wtórne bywają bardzo krótkie, w szczególności zaobserwowano je jako rzędu 10-3 sekundy. Radiopromieniowanie jest spolaryzowane, przy czym stopień polaryzacji poszczególnych składowych może być różny.
Pulsary są obiektami stosunkowo bliskimi, wchodzącymi w skład naszej Galaktyki. Odległość ich daje się oceniać m. in. na podstawie rodzaju scyntylacji ich światła, spowodowanej przez elektrony przestrzeni międzygwiazdowej. Zjawisko to sprawia, że w przypadku rejestrowania poszczególnych wybuchów radiopromieniowania pulsarów w różnych częstotliwościach mniejszych. Z opóźnień tych, przy odpowiednich założeniach dotyczących rozkładu przestrzennej gęstości elektronów międzygwiazdowych, mogą być oceniane odległości poszczególnych pulsarów. Obliczane w ten sposób odległości są mniejsze od 3000 parseków.
Z krótkości trwania poszczególnych pulsów i ich dużej amplitudy wnioskujemy o małych rozmiarach pulsarów, których średnice wynoszą po kilkadziesiąt kilometrów. Stąd wynika, że gwiazdy te są zbudowane z materii bardzo gęstej. Najbardziej powszechnie przyjmowanym założeniem jest to, że mamy tu do czynienia z gwiazdami neutronowymi o gęstości znacznie przewyższającej gęstość białych karłów.
Własności gwiazd neutronowych badane są teoretycznie już od przeszło 60 lat, dopiero jednak odkrycie pulsarów potwierdziło istnienie tego rodzaju obiektów. Gwiazdy neutronowe powstawać mogą podczas zapadania grawitacyjnego gwiazdy przy wybuchach gwiazd supernowych, stanowić więc mogą ich końcowy produkt. Takim jest właśnie pulsar oznaczony symbolem NP 0532, leżący w środku mgławicy Krab, która jest pozostałością wybuchu supernowej z 1054 roku.
Pulsar NP 0532 został zbadany wielostronnie i może służyć jako modelowy obiekt tego rodzaju gwiazd, choć nie należy zapominać o tym, że wyróżnia się od pozostałych gwiazd swym najkrótszym okresem wynoszącym zaledwie 0s,033. Zidentyfikowano go optycznie z gwiazdą 17m, u której zaobserwowano w 1968 roku zmiany blasku właśnie w okresie 0s,033. Błyski optyczne gwiazdy trwają po 0s,0014 dla głównego pulsu i po 0s,0028 dla wtórnego interpulsu. Odnoszą się one do południowego składnika gwiazdy podwójnej stanowiącej jądro mgławicy Krab i składnik ten może być uważany za źródło radiopromieniowania.
Z obserwacji wykonanych z rakiet wysyłanych poza atmosferę Ziemi stwierdzono, ze NP 0532 pulsuje również w dziedzinie promieniowania rentgenowskiego w tym samym okresie 0s,033. Na balonie zaś, który wyniósł aparaturę do mierzenia efektu Czerenkowa, stwierdzono jeszcze w 1971 roku, że NP 0532 pulsuje jako źródło promieniowania gamma, również w okresie 0s,033. W ten sposób pulsacje w okresie 0s,033 przebiegają u tego pulsara w szerokim zakresie od długich fal radiowych o częstotliwości setek MHz poprzez promieniowanie optyczne i rentgenowskie, aż do promieniowania gamma. Należy tu zaznaczyć, że pulsowanie w promieniowaniu rentgenowskim stwierdzono i u innych pulsarów.
Podstawowe pulsy gwiazd neutronowych wiążą się z obrotem tych gwiazd dookoła osi. Są one miarą tego obrotu, przy czym okres zmienności pulsara NP 0532 wydłuża się o 3,65 x 10-8 na dobę. Przy założeniu, że ta gwiazda neutronowa obraza się dookoła osi jako ciało sztywne wynika, ze traci ona energię w ilości 1038 erg/s. Jednocześnie wiemy, na podstawie znanej nam z obserwacji ekspansji i promieniowania przez szybkie elektrony relatywistyczne mgławicy Krab, że traci ona właśnie 1038 erg/s. Zgodność tych liczb sugeruje, że energia ekspansji mgławicy i szybkość elektronów pochodzi z ruchu obrotowego pulsara NP 0532.
Osobliwości gwiazd neutronowych jakimi są pulsary, polegają nie tylko na ich wielkich gęstościach, lecz i na właściwościach zewnętrznych powłok. Odległości pomiędzy jądrami atomowymi w nich są tak małe, znacznie mniejsze od analogicznych odległości w białych karłach, ze atomy tworzą sztywną siatkę krystaliczną. A więc można sądzić, że gwiazda neutronowa ma stałą skorupę, jednakże o bardzo wysokiej temperaturze rzędu 100 milionów kelwinów, pod nią zaś leży warstwa neutronowa z niewielką domieszką protonów i elektronów. W tym neutronowym ośrodku możliwe są krótkotrwałe oscylacje, które mogą prowadzić do trzęsień stałej powierzchni gwiazdy.
Referencje:
Eugeniusz Rybka: "Astronomia Ogólna" wyd. VI
Komentarze użytkowników
( DODAJ SWÓJ )
Orion
17.03.2009, 00:32
Witaj..Jedyne co mi świta z Discovery to zwrócenie uwagi, że pomiędzy stacjami radiowymi występują niejednorodne szumy. Poza tymi, które wytwarza sam odbiornik są to sygnały z gwiazd-głównie Drogi Mlecznej. Tak jakbyśmy słuchali Naszej Galaktyki... :-)
Napisz komentarz
Twoje Imię
28.03.2023, 04:39
Odpowiedz na pytanie zadane w sondzie.
Zjawiska oraz wydarzenia w nadchodzącym miesiącu.
Zagłosuj lub zgłoś swoją stronę.
Ostatnio pisaliście:
luk
16.03.2009, 17:27