Докато се въртят, мъртвите звезди, известни като пулсари, изхвърлят мощни снопове радиовълни в космоса. Тези лъчи периодично достигат Земята, произвеждайки пулсиращ сигнал, подобен на светлините на фар.
Сега астрономите са картографирали структурата на лъчите на един пулсар на базата на извършвани десетилетия наблюдения. Техниката се основава на Общата теория на относителността на Алберт Айнщайн, и едновременно с това отново се подтвърждава, че теорията е вярна, съобщават учените в списание Science.
Резултатът позволи на изследователите да „видят лъчите на пулсара по съвсем нов начин“, коментира астрофизикът Виктория Каспи (Victoria Kaspi) от Университета Макгил, Монреал, неучаствала в новото проучване.
Пулсарите са вид неутронна звезда, плътни останки след избухването на звездата. Мощните им магнитни полета насочват радиовълните, излъчвани от пулсара. Обикновено тези лъчи достигат до Земята под фиксиран ъгъл и учените могат да видят само тесен отрез на въртящия се лъч - сякаш гледат фар през малка прорез.
Но наскоро картографираният пулсар, известен като PSR J1906 + 0746, е необичаен: Той е част от двойка и обикаля около общ масов център с друга неутронна звезда, на около 20 000 светлинни години от Земята. Според Общата теория на относителността, ако пулсарът се върти под ъгъл, неизравнен с орбитата на двойката - както е в конкретния случай - пулсарът ще извършва прецесия. Това означава, че оста на въртене на пулсара ще се върти, подобно на пумпал.
Прецесия на жироскоп. Кредит: Wikimedia Commons
Светло петно
Изследователите картографират радиовълните от два лъча, излъчени от пулсара (показан е на картата). Докато оста на въртящата се звезда се върти, учените наблюдават различни срезове на лъча през различни периоди от време (пунктирните линии). Диагоналните сиви линии показват периодите, в които не са правени измервания. Ъгловият обхват на пулсарния лъч е маркиран с кръгове, а един от магнитните полюси на пулсара с червен кръст. Яркостта на радиовълните (показана в логаритмична скала) варира значително в различни места на лъча.
G. Desvignes et al / Science 2019
Тази прецесия позволи на учените да изследват различни срезове на лъча, докато наблюдават въртенето на пулсара.
„От това можем да научим много неща за структурата на излъчването“, отбелязва Грегъри Десвине (Gregory Desvignes) от Института за радиоастрономия към „Макс Планк“ в Бон, Германия.
Десвине и колегите му наблюдават както интензивността на лъча, така и неговата поляризация, ориентацията на колебанията на електромагнитните вълни, които го съставят. Поляризацията потвърди 50-годишна теория за геометрията на пулсарите и техните магнитни полета.
И в потвърждение на Айнщайн, пулсарът извършва прецесия със скорост около 2,2 градуса годишно - в съответствие с прогнозите на Общата теория на относителността.
Резултатите разкриха и някои неочаквани характеристики на пулсара. Лъчите на този пулсар са удължени, а не кръгови като на фар, каквито често се предполагат за пулсарите. „Той има такава интересна форма“, коментира астрофизикът Маура Маклафлин (Maura McLaughlin) от Университета на Западна Вирджиния, Моргантаун, която не е участвала в изследванията. „Това е хубаво, защото показва, че пулсарите не са прости“, отбелязва тя. А в лъча радиовълните варират по яркост с няколко стотин пъти от една точка до друга.
Новият портрет на пулсара може да означава, че учените трябва да преосмислят някои предишни оценки за това, колко често са разпространени неутронните звезди и колко често са на двойки. Ако лъчът на една неутронна звезда винаги сочи към Земята, няма да изглежда, че пулсира. За да отчетат количеството, което астрономите не виждат, те се нуждаят от точни оценки за размера и формата на лъча на пулсата.
Бъдещите проучвания могат по-добре да определят броя на неутронните звезди и това може да помогне на учените, изучаващи гравитационните вълни. Когато две въртящи се една около друга неутронни звезди се сблъскат могат да възникнат колебания в пространство-времето, така че по-добрите оценки на популацията на двойките неутронни звезди могат да помогнат да се предскаже колко често трептенията от техните сблъсъци биха могли да се регистрират в детекторите в бъдеще.
А този необичаен пулсар ще бъде мимолетен, прогнозират изследователите. Ъгълът му се променя толкова много, че през 2028 г. лъчите му ще изчезнат изцяло от погледите на астрономите на Земята.
Справка: G. Desvignes et al. Radio emission from a pulsar’s magnetic pole revealed by general relativity. Science. Vol. 365, September 6, 2019, p. 1013. doi:10.1126/science.aav7272.
Източник: Einstein’s general relativity reveals new features of a pulsar, Science News
Още по темата
Космос
LIGO и Virgo може би са засекли сблъсък на неутронна звезда и черна дупка
Космос
Сблъсъкът на неутронни звезди дава нова оценка на скоростта на разширяване на Вселената (видео)
Космос
Карта на рентгеновото нощно небе разказва за пулсарите
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари