новости космоса
3928 29
20 сентября 2019 20:22:59

Получены гамма-лучи от нейтронной звезды, вращающейся 707 раз в секунду

Международная исследовательская группа во главе с Институтом гравитационной физики им. Макса Планка (Институт Альберта Эйнштейна; AEI) в Ганновере обнаружила, что радиопульсар J0952-0607 испускает импульсное гамма-излучение. J0952-0607 вращается 707 раз в секунду и является вторым в списке быстро вращающихся нейтронных звезд. Анализируя данные космического телескопа гамма-излучения Ферми НАСА за 8,5 лет, радионаблюдения LOFAR за последние два года, наблюдения с двух больших оптических телескопов и данные гравитационных волн с детекторов LIGO, команда использовала углубленный подход к изучению бинарной системы пульсара и его облегченного спутника в деталях. Их исследование опубликовано в Астрофизическом журнале показывает, что несмотря на большой объем анализа, возникают новые вопросы об этой системе, оставшиеся без ответа.

Пульсары - это компактные остатки звездных взрывов, которые имеют сильные магнитные поля и быстро вращаются. Они испускают излучение подобно космическому маяку и могут наблюдаться как радиопульсары и / или пульсары гамма-излучения в зависимости от их ориентации на Землю.

PSR J0952-0607 (название обозначает положение на небе) был впервые обнаружен в 2017 году с помощью радионаблюдений источника, идентифицированного космическим гамма-телескопом Ферми как возможный пульсар. Пульсаций гамма-лучей в данных с телескопа обнаружено не было. Дальнейшие наблюдения с помощью радиотелескопа LOFAR выявили пульсирующий радиоисточник и - вместе с наблюдениями с оптического телескопа - позволили измерить некоторые свойства пульсара. Он вращается вокруг общего центра масс за 6,2 часа со звездой-компаньоном, которая весит всего лишь пятидесятую часть нашего Солнца. Пульсар вращается 707 раз в секунду и поэтому является самым быстровращающимся в нашей Галактике.

Используя эту предварительную информацию о бинарной системе пульсаров, Ларс Недер, доктор философии AEI в Ганновере отправился посмотреть, испускает ли пульсар также импульсные гамма-лучи. «Этот поиск чрезвычайно сложен, потому что гамма-телескоп Ферми зарегистрировал только около 200 гамма-лучей от слабого пульсара за 8,5 лет наблюдений. За это время сам пульсар совершил 220 миллиардов оборотов. Другими словами, только один раз в каждом миллиарде вращений наблюдался гамма-луч! - объясняет Недер.

Исследование требует анализа данных с очень хорошим разрешением, чтобы не пропустить возможные сигналы. Требуемая вычислительная мощность огромна. Очень чувствительный поиск слабых гамма-пульсаций занял бы 24 года на одном ядре компьютера. Используя компьютерный кластер Atlas в AEI Hannover, он закончился всего за 2 дня.

Команда также использовала наблюдения с помощью телескопа ESO в Ла-Силла и Гран-Телескопио-Канария на Ла-Пальма для изучения спутника-пульсара. Скорее всего, он приливно привязан к пульсару, как Луна с Землей, так что одна сторона всегда обращена к пульсару и нагревается его излучением. В то время как спутник вращается вокруг центра масс бинарной системы, его горячая «дневная» сторона и более холодная «ночная» сторона видны с Земли, и наблюдаемая яркость и цвет варьируются.

Эти наблюдения создают еще одну загадку. В то время как радионаблюдения указывают на расстояние примерно 4 400 световых лет от пульсара, оптические наблюдения предполагают расстояние примерно в три раза больше. Если бы система была относительно близка к Земле, она имела бы никогда ранее не встречавшийся чрезвычайно малый спутник высокой плотности, в то время как большие расстояния совместимы с плотностями известных подобных спутников-пульсаров. Объяснением этого несоответствия может быть наличие ударных волн частиц от пульсара, что может привести к другому нагреву спутника. Дополнительные наблюдения гамма-лучей с наблюдениями Fermi LAT должны помочь ответить на этот вопрос.

Другая группа исследователей из AEI в Ганновере искала излучение гравитационных волн от пульсара, используя данные LIGO из первого (O1) и второго (O2) наблюдательного цикла. Пульсары могут излучать гравитационные волны, когда они имеют неровности своей поверхности. Поиск не обнаружил каких-либо гравитационных волн, а это означает, что форма пульсара должна быть очень близка к идеальной сфере с наибольшими выпуклостями, составляющими менее доли миллиметра.

Понимание быстро вращающихся пульсаров важно, потому что они являются зондами экстремальной физики. Миллисекундные пульсары, такие как J0952-0607, вращаются так быстро, потому что они раскручивались при аккреции вещества от своего спутника. Предполагается, что этот процесс похоронит магнитное поле пульсара. С помощью долгосрочных наблюдений за гамма-излучением исследовательская группа показала, что J0952-0607 имеет одно из десяти самых низких магнитных полей, когда-либо измеренных для пульсара, что согласуется с ожиданиями теории.

«Мы будем продолжать изучать эту систему с помощью гамма-, радио- и оптических обсерваторий, поскольку по-прежнему остается множество нерешенных вопросов. Это открытие также еще раз показывает, что экстремальные пульсарные системы скрываются в каталоге Fermi LAT», - говорит профессор Брюс Аллен. Доктор философии Nieder руководитель и директор AEI Ганновер. «Мы также используем наш гражданский проект распределенных вычислений Einstein @ Home для поиска бинарных гамма- пульсарных систем в других источниках Fermi LAT и уверены, что сделаем более захватывающие открытия в будущем».


(Добавил: RoboAstroNews)

комментарии
1
paragonn2254 · 20-09-2019

Вращается со скоростью 707 оборотов в секунду (!) и при этом представляет собой идеальный шар. Центробежные силы на него не действуют? Как-то сомнительно.

2
Leonid3143 · 20-09-2019

paragonn22, следует читать "идеальный эллипсоид вращения" :-))

3
dr_ovosek0 · 21-09-2019

Leonid, а нельзя ли прикинуть его форму, силу тяжести на экваторе и на полюсах и температуру на поверхности экватора? Это к тому, если когда-нибудь появится возможность долететь до него, можно ли будет посадить на экватор зонд?

4
elena146 · 21-09-2019

1 коммент.Учитывая центробежные силы можно предположить,что это спираль,закрученная в форму шар?

5
BlackHole18 · 21-09-2019

Комментарий заблокирован

6
BlackHole18 · 21-09-2019

Комментарий заблокирован

7
Гришин_С_Г112 · 21-09-2019

(С) Миллисекундные пульсары, такие как J0952-0607, вращаются так быстро, потому что они
раскручивались при аккреции вещества от своего спутника (С)
Это с какой же стати? Ведь при увеличении массы из-за аккреции момент инерции её потребителя
возрастает, а скорость его вращения падает...

8
dilettant128 · 21-09-2019

А разве на LIGO уже такой чуствительности достигли, что могут различить рельеф НЗ?

9
dr_ovosek0 · 21-09-2019

dilettant, странный вопрос для завсегдатая этого сайта: здесь многие демонстрируют так называемую альтернативную внутреннюю точку зрения. Почему бы таковой, но традиционной не быть у сторонников безальтернативной физики? :-)

10
dilettant128 · 21-09-2019

dr_ovosek, да я порадоваться хотел, такой прогресс! 😀
Похоже, что гравитационный телескоп уже построили. А мы и не знали! 😱

11
Leonid3143 · 22-09-2019

"..нельзя ли прикинуть его форму.." (с)dr_ovosek
Можно, конечно, подсчитать, ранее из любопытства считал и на бумажке в столбик, и на компьютере. Но диск у меня накрылся, правда почти все данные удалось прочитать, в т. ч. и по вращению нейтронной звезды. Про силу тяжести лучше не спрашивайте, в десятки и сотни миллионов раз более земной, а температура на поверхности зависит от количества падающего на нейтронную звезду вещества.
Табличка составлена для массы в две солнечных и плотности 4*10^17 кг/м^3 (Rэкватор..,Rполюс--радиусы, V--скорость по экватору):
Эллипс Rэкв.км Rпол.км Об/сек V км/сек % свет
1,0000 13,37 13,37 0,000 0000 0,0000
0,9900 13,41 13,28 74,70 6296 0,0210
0,9800 13,46 13,19 105,6 8927 0,0298
0,9700 13,50 13,10 129,2 10962 0,0365
0,9600 13,55 13,01 149,1 12691 0,0423
0,9500 13,60 12,92 166,5 14226 0,0474
0,9400 13,64 12,82 182,3 15626 0,0521
0,9300 13,69 12,73 196,7 16922 0,0564
0,9200 13,74 12,64 210,1 18139 0,0605
0,9100 13,79 12,55 222,6 19290 0,0643
0,9000 13,84 12,46 234,4 20388 0,0680
0,8500 14,11 11,99 285,4 25304 0,0843
0,8000 14,40 11,52 327,3 29611 0,0987
0,7500 14,71 11,03 363,0 33550 0,1118
0,7000 15,05 10,54 393,8 37243 0,1241
0,6500 15,43 10,03 420,4 40757 0,1359
0,6000 15,85 9,510 443,3 44135 0,1471
0,5500 16,31 8,970 462,5 47399 0,1580
0,5000 16,84 8,420 477,9 50562 0,1685
0,4500 17,44 7,850 489,3 53621 0,1787
0,4000 18,14 7,260 496,3 56564 0,1885
0,3500 18,96 6,640 498,2 59361 0,1979
0,3000 19,96 5,990 493,9 61960 0,2065

12
Leonid3143 · 22-09-2019

Эх, чуть сместились заголовки столбцов :-(

13
dr_ovosek0 · 22-09-2019

Leonid, вообще-то онлайн-калькулятор дает такой результат: при радиусе в 16 километров и линейной скорости в 71 075,4 км/сек. (по данным из Вики) центростремительное ускорение на экваторе равно 315 732 030 322.5 м/сек^2, а другой онлайн-калькулятор для объекта с таким радиусом и массой в 2 солнечные считает, что там ускорение свободного падения в три с лишним раза больше -- примерно 1 трлн м/с^2. Только одно не могу понять -- почему это не черная дыра?! )))

14
Leonid3143 · 22-09-2019

Чуть-чуть массы не хватило, чтобы разрушить гравитацией все нейтроны и кварки ;-)
Для массы 2 С и радиуса 13.4 км ~1 500 000 000 000 м/сек^2
8-)

15
BlackHole18 · 22-09-2019

Хорошо! по минусам намек понял! Но я не писал о своем Отце и Сына, так учили в своё время великие персоны своих учеников о строении мироздания и о космосе в целом. И только их учение вернее и точнее, чем нынешние.
В общем пойду-ка я, пока погуляю по ....грамм,... граммам. Там интереснее.

16
paragonn2254 · 22-09-2019

"Чуть-чуть массы не хватило, чтобы разрушить гравитацией все нейтроны и кварки"
Или скорости не хватило, чтобы разнести звезду в клочья.
Я вообще не могу поверить, чтобы звезда вращалась с такой скоростью. Такого не может быть.

17
Leonid3143 · 22-09-2019

"..онлайн-калькулятор.." (с)dr_ovosek
Будем говорить, что для такой суперзадачи калькулятор, тем более искать online, не нужен: 16*2*3.14*700=~70000 км/сек. Блин, руки бы оторвать этим вики-onlineщикам! Ничтоже сумняшется считают по шару! Земля со своими 1 об/сутки и то имеет эллипсность 0.9982 :-(
.
paragonn22, вы не до конца процитировали А. П. Чехова "Письмо к учёному соседу"! Вот полностью цитата:
"Этого не может быть, потому что этого не может быть никогда!"

18
graviton33 · 22-09-2019

Одна звезда это еще, что: бывали случаи, когда "целые галактики, таким способом превращались в ЧД и переходили в разряд войдов", а одна звезда по сравнению с ними - мелочь.

19
paragonn2254 · 23-09-2019

"Этого не может быть, потому что этого не может быть никогда!"
Мой здравый смысл не позволяет поверить в такую скорость. Я даже не успею сказать слово, "раз", а звезда уже прокрутилась 707 раз. Это за гранью понимания моего мозга. И при этом она даже на сантиметр не сплющится. По-моему, тут фантазии похлеще, чем сказки незабвенного барона Мюнхгаузена.

20
Leonid3143 · 23-09-2019

paragonn22, этот пульсар НЕСОМНЕННО имеет форму эллипсоида вращения и вот этот пассаж "..близка к идеальной сфере с наибольшими выпуклостями.." следует читать "к идеальному эллипсоиду". Кто напутал, сам автор в разговоре, журналист в своей технической неграмотности, может ньюсмейкер в переводе не известно, но ясно, что не ШАР, но идеальный ЭЛЛИПСОИД вращения :-)
А можете представить себе сплющенный эллипсоид около солнечной массы, вращающийся 707 об/сек ?

21
MP171 · 23-09-2019

Leonid3, вы забыли упомянуть, что по ВАШЕМУ МНЕНИЮ пульсар НЕСОМНЕННО имеет форму эллипсоида.

22
Leonid3143 · 23-09-2019

MP, подловили! :-))
Меня оправдывает только то, что большинство учёных утверждают, что и ЧД, в т. ч. и СМЧД, от вращения принимают форму эллипсоида и, даже бублика, что влияет и на форму горизонта событий. А уж такой мелочи, как нейтронные звёзды и сам Бог велел быть эллипсоидом при вращении :-)
Будем говорить, что я присоединился к большинству без "ИМХО" ;-)

23
Sqwair77767 · 23-09-2019

MP, да тут, очевидно же, что НЗ имеет форму эллипсоида! Элементарная физика, чем выше скорость вращения, тем больше угловое/центростремительное ускорение, которое достигает максимума, на максимальном расстоянии от оси вращения - на экваторе стало быть. Ну, и соответственно, на экваторе, максимальная центробежная сила => максимальная деформация именно на экваторе. Вывод очевиден - чем больше скорость вращения, тем больше сплюснутость.

24
MP171 · 23-09-2019

Для меня не очевидно. Направление оси вращения постоянно меняется, вращение в вакууме, вращается не пластилин или что вы там загадали, а высокоплотный материал. Такой эксперимент даже провести нельзя, а вы уверены) Пишите докторскую)

25
Leonid3143 · 23-09-2019

MP, опять-таки большинство теоретиков считают, что внутренности нейтронной звезды представляют кварк-глюонную плазму, которую можно сравнить с жидкостью, но никак не с твёрдым телом, несмотря на ядерную плотность. Обычное вещество, хотя и запредельно сжатое образует "кору" толщиной около километра. Косвенным подтверждением такого строения служат зафиксированные факты "коротрясения", кратковременно изменяющие период пульсаров. В смысле строения нейтронная звезда скорее похожа на Землю с корой и текучей мантией, а не на почти полностью остывшую Луну или Марс на которых луно-, марсо- трясений нет.

26
Sqwair77767 · 23-09-2019

MP, тут элементарная механика и сопромат. И неважно, насколько там плотный материал. Ключевое слово - материал. Любой материал имеет предел прочности, предел упругости и т.д. При превышении определенного значения, углового/центростремительного ускорения, центробежная сила, начинает деформировать материал. Упругость материала, обусловлена внутренней его структурой - межатомарными, межмолекулярными связями. Так вот, чем больше центробежная сила (больше линейная скорость вращения), тем большее воздействие, центробежная сила оказывает, на меж-молекулярные/атомарные связи в структуре материала. До определенного момента, материал деформируется без разрушения - работают силы упругости, повторюсь, обусловловленные меж-молекулярными/атомарными связями. При превышении предела упругости, происходит деформация с локальным нарушением связей - начинает происходить разрушение. Даже у НЗ есть предел прочности, и потому (теоретически) даже рассчитан верхний предел скорости вращения НЗ.
Ну, вот, может коряво, но думаю, понятно объяснил. Можно привести основные формулы, но не буду. Долго набивать и расшифровывать.
А вот, насчет "направление оси вращения постоянно меняется" это что-то новенькое! Просветите! Это где такое наблюдалось или хотя бы рассчитывалось в теории?

27
paragonn2254 · 23-09-2019

"А можете представить себе сплющенный эллипсоид около солнечной массы, вращающийся 707 об/сек ?"
Не могу. Не могут быть такие скорости вращения звёзд в этом мире. Если белые карлики вращаются за часы, то нейтронные звёзды должны вращаться за минуты, но никак ни за миллисекунды. Тут явно какая-то ошибка. Даже при секундном вращении нейтронной звезды, никакое вещество компаньона не сможет упасть на поверхность НЗ и ускорить её вращение. Нейтронная звезда, как пропеллер, просто выбросит эту плазму из системы. При этом произойдёт обратный эффект, не ускорения, а замедления вращения НЗ.

28
Leonid3143 · 23-09-2019

paragonn22, но наблюдаемые факты противоречат вашему прикидочному расчёту. Скажем пульсар Крабовидной туманности (самый первый из обнаруженных), которые образовались от наблюдаемого на Земле взрыва сверхновой ~1000 лет назад, имеет период ~30 мсек (33 об/сек). Британцы более месяца скрывали этот факт, так как полагали что приняли сигнал инопланетян :-)

29
paragonn2254 · 24-09-2019

имеет период ~30 мсек (33 об/сек)
Теперь цитирую википедию: "Материя, падающая на нейтронную звезду также должна двигаться вдоль силовых линий магнитного поля, в результате чего образуются два горячих пятна на поверхности звезды, где вещество сталкивается с поверхностью звезды. Эти пятна небольшие — буквально около метра в диаметре, но чрезвычайно яркие. Их периодические затмения во время вращения звезды, как предполагается, являются источником пульсирующего излучения".
Написано, что предполагается, а не доказано. Далее. Почему эти пятна должны вращаться вместе с нейтронной звездой? Ведь выброс плазмы происходит с полюсов звезды, которые перпендикулярны оси вращения. Во всяком случае, во всех галактиках, в которых наблюдаются радиоджеты, они всегда строго перпендикулярны оси вращения галактики и аккреционного диска, или тора. У пульсара в Крабовидной туманности мы наблюдаем абсолютно такую же картину.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2021. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!