ვიკიპედია

პულსარი

ძლიერ მაგნეტიზებული, სწრაფად მბრუნავი ნეიტრონული ვარსკვლავი

პულსარი — მაგნეტიზებული მბრუნავი ნეიტრონული ვარსკვლავი ან თეთრი ჯუჯა, რომელიც ელექტრომაგნიტურ რადიაციას ასხივებს. გამოსხივების შემჩნევა და დაკვირვება შესაძლებელია მხოლოდ მაშინ, როდესაც რადიაციული დასხივება დედამიწისკენ არის მომართული (ისევე როგორც შუქურაა დამკვირვებლისკენ მიმართული) და პულსაციის სახით რადიაციას გამოავლენს. ნეიტრონული ვარსკვლავი ძალიან მკვრივია და მოკლე, რეგულარული ბრუნვის პერიოდი გააჩნია. თითოეული პულსარის პულსირების ინტერვალს, მილიწამიდან წამადე სიზუსტის დრო წარმოადგენს. ითვლება ერთ-ერთი ულტრაძლიერი ენერგიის მქონე კოსმოსური სხივების გამოვლენის ობიექტად. ბრუნვის და პულსირების რეგულარული, ზუსტი ინტერვალური პერიოდის ქონის გამო, ბინარულ ნეიტრონულ ვარსკვლავურ სისტემაში, პულსარი არაპირდაპირი გრავიტაციული ტალღების არსებობის დადასტურების საშუალებად იქნა გამოყენებული.

პულსარი მეზობელ ვარსკვლავს მატერიას აცლის. მხატრული ანიმაცია
პულსარი PSR B1509-58. ჩანდრას რენტგენული ორბიტული ობსერვატორიის მიერ გადაღებული მასალა აღბეჭდილია ოქროსფრად, კოსმოსურ ტელესკოპ WISE-ის ინფრაწითელი მონაცემები წითლად, მწვანედ და ლურჯად

პირველი ეგზოპლანეტები პულსარ PSR B1257+12-თან აღმოაჩინეს.

გარკვეული პულსარები, მათი ზუსტი პულსაციის პერიოდულობის გამო, ატომური საათის კონკურენტადაც კი ითვლება.[1]

შესწავლის ისტორია

რედაქტირება
 
კიბორჩხალსახის ნისლეულის რენტგენული გამოსხივების ოპტიკური გამოსახულება. პულსარის მაგნიტური ველით და ნაწილაკებით გამდიდრებული პლერიონის სინქროტრონული გამოსხივება

აღმოჩენა

რედაქტირება

პირველი პულსარი 1967 წლის 28 ნოემბერს, ჯოსელინ ბელ ბერნელმა დააფიქსირა.[2][3][4] დაკვირვებისას, როგორც ვარსკვლავები, პულსარის პულსირების ხანმოკლე პერიოდი, კოსმოსურ რადიაციას ასხივებდა და რადგან ვარსკვლავური დროით მოქმედებდა, ის არ შეიძლებოდა ხელოვნურად შექმნილი ყოფილიყო. სხვა ტელესკოპით დაკვირვებისას, რაიმე სახის ინსტრუმენტული ეფექტი გამოირიცხა. ბელ ბერნელმა და ენტონი ჰევიშმა განაცხადეს, „ნამდვილად არ გვჯერა, რომ ჩვენ სხვა ცივილიზაციის სიგნალებს ვიღებთ, მაგრამ აშკარაა, რომ ჩვენი გონება ამ იდეამ გადაფარა, ჩვენ არ გვაქვს არანაირი მტკიცებულება იმისა, რომ ეს მთლიანად ბუნებრივი რადიოგამოსხივებაა“. თუ სამყაროში სხვაგან სიცოცხლე აღმოჩნდა, როგორ იქნეს შედეგები პასუხისმგებლობით გამოქვეყნებული?[5]

სიგნალს მეტსახელად LGM-1, „მწვანე პატარა კაცები“ (უცხოპლანეტური წარმოშობის ინტელექტუალური არსებები) უწოდეს. LGM-ის ჰიპოთეზა მთლიანად უარყოფილი იქნა მას შემდეგ, რაც კოსმოსის სხვადასხვა ნაწილში პულსაციის რამდენიმე წყარო აღმოაჩინეს,[6] რასაც მეტსახელად CP 1919 ეწოდა, ხოლო მოგვიანებით ცნობილი იქნა როგორც PSR 1919 + 21 და PSR J1921 + 2153. მიუხედავად იმისა, რომ CP 1919 ელექტრომაგნიტურ სპექტრში რადიოტალღოვან რადიაციას ასხივებდა, მოგვიანებით ხილული სინათლის, რენტგენის და გამა-გამოსხივების წყაროც აღმოჩნდა.[7]

„პულსარი“ აღნიშნავს „პულსირებად ვარსკვლავს“, რომელიც ბეჭდურ ლიტერატურაში პირველად 1968 წელს გამოჩნდა:

 
„სრულიად ახალი სახის ვარსკვლავი, რომელიც წინა წლის 6 აგვისტოს გამოჩნდა და ასტრონომებმა მას LGM (პატარა მწვანე კაცები) უწოდეს. ახლა მიიჩნევა, რომ ის ახალი ტიპია თეთრ ჯუჯასა და ნეიტრონულ ვარსკვლავს შორის, რომელსაც სახელად "პულსარი" უნდა მიენიჭოს. დოქტორმა, ენტონი ჰევიშმა გუშინ მითხრა: „...დარწმუნებული ვარ, რომ დღეს ყველა რადიოტელესკოპი პულსარს ეძებს“.[8]“

ნეიტრონული ვარსკვლავის არსებობა, პირველად ვალტერ ბაადეს და ფრიც ცვიკის მიერ 1934 წელს იყო შემოთავაზებული, რაზეც ვარაუდობდნენ, რომ სუპერნოვას შედეგად, პატარა მკვრივი ვარსკვალვი ნეიტრონებისგან იქნებოდა შემდგარი.[9] 1967 წელს, პულსარების აღმოჩენამდე ცოტა ხნით ადრე, ფრანკო პაჩინიმ განაცხადა, რომ მაგნიტური ველის მქონე მბრუნავი ნეიტრონული ვარსკვლავი, შესაძლოა რადიაციულ გამოსხივებას ახდენდეს და ისიც აღნიშნა, რომ ამგვარ ენერგიას, შესაძლოა ნეიტრონული ვარსკვლავის გარშემო, ისევე როგორც კიბორჩხალსახის ნისლეულიში, სუპერნოვას ნარჩენები ახდენდეს.[10] პირველი პულსარის აღმოჩენის შემდეგ, თომას გოლდმა, ფრანკო პაჩინის მბრუნავ ნეიტრონული ვარსკვლავის მოდელირებაზე, დამოუკიდებლად გამოთქვა აზრი და მკაფიოდ ამტკიცებდა, რომ ამ მოდელირებას შეეძლო პულსირებადი რადიაციის გამოსხივება აეხსნა ვარსკვლავზე, რომელზეც ბელ ბერნელი და ენტონი ჰევიში აწარმოებდნენ დაკვირვებას.[11] 1968 წელს კიბორჩხალსახის ნისლეულში პულსარის აღმოჩენამ, მბრუნავი ნეიტრონული ვარსკვლავის, როგორც პულსარის მოდელირება დაადასტურა, რომელსაც 33 მილიწამის პულსირების პერიოდი გააჩნდა, რაც ძალიან ხანმოკლეა იმისათვის, რომ იმპულსურ გამოსხივებას შეესაბამებოდეს სხვა შემოთავაზებულ მოდელირებეს შორის. ნეიტრონულ ვარსკვლავს, რომლის არსებობა 1933 წელს ბაადეს და ცვიკის ვარაუდს უკავშირდება, კიბორჩხალსახის ნისლეულის ცენტრში მდებარეობს და კიბორჩხალისებრი პულსარი ეწოდა.[12]

1974 წელს, ენტონი ჰევიში და მარტინ რაილი, პირველი ასტრონომები გახდნენ, რომლებსაც ფიზიკის ნობელის პრემია მიენიჭა, ხოლო შვედეთის სამეფო მეცნიერებათა აკადემიამ აღნიშნა, რომ ჰევიშმა "გადამწყვეტი როლი ითამაშა პულსარების აღმოჩენაში".[13] მნიშვნელოვანი დაპირისპირება უკავშირდება იმ ფაქტს, რომ ჰევიში პრიზით დაჯილდოვდა, როდესაც პირველი პულსარის აღმოჩენა, მის სტუდენტს, ბელის ეკუთვნოდა და განაცხადა, რომ ამ გადაწყვეტილებაში ნობელის პრემიის კომიტეტს მხარს უჭერდა.[14]

ძირითადი ეტაპები

რედაქტირება
 
იალქნების პულსარი და მის მიმდებარედ პულსარული ქარების ნისლეული

1974 წელს ჯოზეფ ჰუტონ ტეილორ უმცროსმა და რასელ ჰალსიმ პირველად, ორმაგ ვარსკვლავურ სისტემაში, პულსარი PSR B1913+16 აღმოაჩინეს, რომელიც სხვა ნეიტრონულ ვარსკვლავთან ორბიტირებდა და ორბიტალური პერიოდი, მხოლოდ 8 საათს მოიცავდა. აინშტაინის ფარდობითობის თეორია პროგნოზირებს, რომ ამ სისტემამ უნდა გამოავლინოს ძლიერი გრავიტაციული ტალღები, რასაც ორბიტაზე, მუდმივი კონტაქტისას, ობიექტის ორბიტალური ენერგიის დაკარგვით არის გამოწვეული. პულსარზე დაკვირვებებმა მალევე ეს პროგნოზირება დაადასტურა, რაც გრავიტაციული ტალღების არსებობის პირველი მტკიცებულებაა. 2010 წლის მდგომარეობით, ამ პულსარის დაკვირვება, ფარდობითობის თეორიის მტკიცებულებას განაგრძობდა.[15] 1993 წელს, ტეილორი და ჰალსი, ფიზიკაში ნობელის პრემიით ამ პულსარის აღმოჩენისთვის დაჯილდოვდნენ.[16]

1982 წელს, დონალდ ბაკერი ჯგუფს ხელმძღვანელობდა, რომელმაც პულსარი PSR B1937 + 21 ბრუნვის, მხოლოდ 1.6 მილიწამის პერიოდით აღმოაჩინა.[17] დაკვირვებებმა მალევე გამოავლინეს, რომ მისი მაგნიტური ველი უფრო სუსტი იყო, ვიდრე ჩვეულებრივი პულსრების. შემდგომ დაკვირვებებმა გაამყარეს იდეა, ახალი ჯგუფის, მილიწამური პულსარსარების (MSPs) აღმოაჩენასთან დაკავშირებით. MSP-ები რენტგენული ბინარული გამოსხივების საბოლოო პროდუქტად მიიჩნევიან. მათი სტაბილური და სწრაფი როტაციის გამო, MSP- ები ასტრონომების მიერ შეიძლება გამოყენებული იქნეს, როგორც დედამიწაზე არსებული საუკეთესო ატომური საათების სტაბილურობის მეტოქედ. ფაქტორები, რომლებიც დედამიწაზე იმპულსების მიღების ხანგრძლივობაზე გავლენას ახდენენ და რომლებიც რამდენიმე ასეულ ნანოწამზე მეტ ხანს გრძელდება, ადვილად დასაფიქსირებელია და მათი ენერგიულობის ზუსტი განსაზღვრა შეიძლება. პულსარის დროით ხელმისაწვდომი ფიზიკური პარამეტრებია: პულსარის სამგანზომილებიანი პოზიცია, მისი სათანადო მოძრაობა, ვარსკვლავთშორისი სივრცის ელექრტული შემცველობის გადატანის გზები, ბინარული თანამგზავრის ორბიტალური პარამეტრები, პულსარული როტაციის პერიოდი და დროთა განმავლობაში მისი ევოლუცია. პარამეტრები, დროებით, დაუმუშავებელ მონაცემებზე დაყრდნობით, კომპიუტერული პროგრამა, Tempo-ს მიერ არის გამოთვლილი. ამ პარამეტრების გათვალისწინებით, იმპულსების მიღების ხანგრძლივობებს და მის პროგნოზირებებს შორის, შესაძლოა სამიდან ერთი ფაქტორი დახასიათდეს: პულსარის ბრუნვის პერიოდის დამახასიათებელი ვარიაციები, შეცდომები გეოლოგიურ დროში იმპულსების მიღების ხანგრძლივობების განხორციელებისას და ფონური გრავიტაციული ტალღების არსებობა. ამჟამად მეცნიერები, ამ შესაძლებლობების გადასაჭრელად, რამდენიმე განსხვავებული პულსარის დევიაციების შედარებით ცდილობენ. მიზნად ისახავს გრავიტაციული ტალღების პირველი, პირდაპირი გამოვლენისათვის პულსარზე დაფუძნებული დროის სტანდარტის ზუსტი ჩამოყალიბება. 2006 წლის ივნისში, პულსარ PSR J0537-6910-ზე დაკვირვებისას, ასტრონომმა ჯონ მიდელდიჩმა, ლოს-ალამოსის ეროვნულ ლაბორატორიასთან ერთად, ორბიტალური რენტგენული ობსერვატორიის მონაცემებზე დაყრდნობით, პირველად ივარაუდეს პულსარის პრუნვის სიჩქარის მოულოდნელი ზრდა.

1992 წელს, ალექსანდრე ვოლშანმა პულსარ PSR B1257 + 12-ის გარშემო პირველი ეგზოპლანეტები აღმოაჩინა. ამ აღმოჩენამ, მნიშვნელოვანი მტკიცებულებები წარმოადგინა მზის სისტემის გარეთ არსებული, პლანეტების ფართოდ არსებობის შესახებ, თუმცა ნაკლებად სავარაუდოა, რომ პულსართან ახლოს, მისი ინტენსიური გამოსხივების გამო, რომელიმე სიცოცხლის ფორმა არსებობდეს.

2016 წელს AR Scorpii იდენტიფიცირდა, როგორც პირველი პულსარი სადაც, ნეიტრონული ვარსკვლავის მაგივრად კომპაქტური ობიექტი, თეთრი ჯუჯა წარმოადგენს.[18]

იმის გამო, რომ მისი უმოქმედობა ბევრად მაღალია, რომლის ერთ ბრუნს ღერძის გარშემო 1 97 წუთი სჭირდება, პულსარის როტაციასთან შედარებით ძალიან ნელს წარმოადგენს.[19]

სისტემა ძლიერ პულსაციებს, ულტრაიისფერიდან რადიოტალღების ჩათვლით გამოსხივებას გამოყოფს.[18]

ტერმინოლოგია

რედაქტირება

თავდაპირველად პულსარს კოდირებული სახელი, იმ ობსერვატორიის სახელწოდების ასოებით ჰქონდა მინიჭებული, რომლის საშუალებითაც ის იყო აღმოჩენილი მაგ. CP 1919. პულსარების აღმოჩენის რაოდენობის ზრდასთან ერთად, სახელწოდების სგავსად მინიჭება, მოუხერხებელი აღმოჩნდა. შესაბამისად მოხდა შეთანხმება, კოდი PSR-ის (რადიო პულსირების წყარო) გამოყენებით მიენიჭებინათ სახელი, რაც პირდაპირ აღნიშნავდა პულსარს მაგ. PSR 0531 + 21, ზოგჯერ კი მეათედი გრადუსული დახრილობით მაგ. PSR 1913+16.7. პულსარები, რომლებიც ძალიან ახლოს არიან ერთმანეთთან, სახელწოდებებში დამატებით განმასხვავებელ ასოებს შეიცავენ მაგ. PSR 0021-72C და PSR 0021-72D.

თანამედროვე კონვენციით პირველად, შედარებით ადრე აღმოჩენილი პულსარებისთვის მინიჭებულ ნომერიზაციას, თავსართად B დაერთო მაგ. PSR B1919 + 21. B-ს მიხედვით, კოორდინირება 1950-იან წლებს მიეკუთვნება. ყველა ახალი პულსარის დასახელება J-ს შეიცავს, რაც 2000-იან წლებთან ერთად, დახრილობას და წუთებს მიუთითებს მაგ. PSR J1921+2153. პულსარები, რომლებიც 1993 წლამდეა აღმოჩენილი, შენარჩუნებული აქვთ B-თ, ვიდრე J-თ აღნიშვნა მაგ. PSR J1921 + 2153, საყოველთაოდ ცნობილია როგორც PSR B1919 + 21. ახლადაღმოჩენილ პულსარებს მხოლოდ J თავსართით ენიჭება სახელი მაგ. PSR J0437-4715, რომელიც მისი ადგილმდებარეობის, უფრო ზუსტ კოორდინატებს წარმოადგენს.[20]

ჩამოყალიბება, განვითარება, ჩაქრობა

რედაქტირება
 
პულსარის სქემატური გამოსახულება. მრუდი ხაზები მაგნიტურ ველს, ლურჯი შვერილი კონუსები რადიაციის გამოსხივებას, მწვანე ხაზი კი ნეიტრონული ვარსკვლავის ღერძს წარმოადგენს

პულსარის ჩამოყალიბება ხდება მაშინ, როდესაც მასიური ვარსკვლავის ბირთვი, სუპერნოვას დროს კუმშვის შედეგად კოლაფსირდება და ნეიტრონულ ვარსკვლავად გარდაიქმნება. ნეიტრონული ვარსკვლავი მისი იმპულსის მომენტის უმეტესს ინარჩუნებს და რამდენადაც მას, მის გარდაქმნამდე არსებული რადიუსის, მხოლოდ უმცირესი ნაწილი გააჩნია, მისი ინერციის მომენტი მკვეთრად მცირდება და როტაციის, ძალიან მაღალი სიჩქარით ფორმირდება. რადიაციული სხივის გამორტყოცნა, მაგნიტური ღერძის გასწვრივ ხდება, რომელიც ნეიტრონულ ვარსკვლავთან ერთად ბრუნავს. ელექტრომაგნიტური გამოსხივების მიმართულებას, მაგნიტური ღერძი განსაზღვრავს, რომელიც აუცილებელი არ არის ნეიტრონული ვარსკვლავის, ღერძის გარშემო ბრუნვის შესაბამისი იყოს. ეს არათანხვდობა იწვევს პულსირებადი რადიაციის გამოსხივებას, რომელიც ნეიტრონული ვარსკვლავის თითოეულ ბრუნთან ერთად ვლინდება.

პულსირებადი გამოსხივება, ნეიტრონული ვარსკვლავის სწრაფი ბრუნვის ენერგიის შედეგია, რომლის ელექტრული ველი, ძალიან ძლიერი მაგნიტური ველის გადაადგილებით წარმოიქმნება. შედეგად ვარსკვლავის ზედაპირზე, პროტონების და ელექტრონების აჩქარება და პოლუსებიდან ელექრტომაგნიტური გამოსხივება იქმნება.[21][22] პულსარის ბრუნვის სიჩქარე, ელექტრომაგნიტური ველის გამოყოფასთან ერთად, დროთა განმავლობაში მცირდება და საბოლოოდ რადიოპულსარული მექანიზმი ქრება. (ე.წ. სიკვდილის ხაზი). ჩაქრობა დაახლოებით 10-100 მილიონი წლის შემდეგ ხდება, რაც იმას ნიშნავს, რომ სამყაროს 13.6 მილიარდი წლის განმავლობაში დაბადებულ ნეიტრონულ ვარსკვლავთა 99% აღარ პულსირებს.[23]

მიუხედავად ფართოდ გავრცელებული აზრისა, რომ პულსარები სწრაფად მბრუნავი ნეიტრონული ვარსკვლავებია, 2006 წელს მაქს პლანკის არამიწიერი ფიზიკის ინსტიტუტის საზოგადოების წევრმა, ვერნერ ბექერმა განაცხადა: თითქმის 40 წლიანი დაკვირვების შემდეგ თეორია, თუ როგორ გამოსცემს პულსარი რადიაციულ გამოსხივებას, შესწავლის ჯერ კიდევ ადრეულ სტადიაშია.[24]

კატეგორიები

რედაქტირება

ელექტრომაგნიტური რადიაციის გამოსხივების წყაროს სიმძლავრეზე დაყრდნობით, ასტრონომებისთვის პულსარის, 3 განსხვავებული კლასია ცნობილი:

  • მბრუნავი პულსარი, სადაც ვარსკვლავის ბრუნვის ენერგია, სიმძლავრის გამოვლენას უზრუნველყოფს.
  • აკრეციული პულსარი (უმეტესი, მაგრამ არა ყველა რენტგენული პულსარი), სადაც აკრეცირებული (შეზრდილი-შემატებული) მატერიის მძლავრი გრავიტაცია, ენერგიის წყაროა (წარმოიქმნება რენტგენული გამოსხივება, რომელიც დედამიწიდან შეინიშნება).
  • მაგნეტარი, სადაც უკიდურესად ძლიერი მაგნიტური ველის დაშლა, დანგრევა უზრუნველყოფს ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას.

მიუხედავად იმისა, რომ სამივე კლასის ობიექტი ნეიტრონული ვარსკვლავია, დაკვირვებისას მათი მოქმედება და ძირითადი ფიზიკა საკმაოდ განსხვავებულია თუმცა, კავშირი არსებობს. მაგალითად, რენტგენული პულსარები, შესაძლებელია ძველი მბრუნავი პულსარებია, რომლებმაც სიმძლავრე დაკარგეს და კვლავ ხილულია მაშინ, როდესაც ბინარულ სისტემებში, თანამგზავრ ვარსკვლავებს მატერიას აცლიან. შეზრდის პროცესებმა, შესაძლებელია საკმარისი იმპულსის მომენტი გადასცენ და აამუშაონ, როგორც მბრუნავი მილიწამური პულსარები. მიჩნეულია, რომ ნეიტრონული ვარსკვლავის ზედაპირზე მატერიის არსებობობისას, მისი მაგნიტური ველის ბლოკირება ხდება (თუმცა დეტალები გაურკვეველია) და მილიწამური პულსარი, ჩვეულებრივი პულსარისგან 1000-10 000-ჯერ ნაკლები სიძლიერის მაგნიტური ველით ვლინდება. სუსტი მაგნიტური ველი ნაკლებ ეფექტურია პულსარის როტაციის შესანელებლად, შესაბამისად მილიწამური პულსარები მილიარდობით წლის განმავლობაში არსებობენ ცნობილი, როგორც უძველესი პულსარები. მილიწამური პულსარები სფეროსებრ ვარსვლავთგროვებშია შემჩნეული, სადაც რამდენიმე მილიარდი წელია, ნეიტრონული ვარსკვლავების ფორმირება შეჩერებულია.[23]

ნეიტრონულ ვარსკვლავში, მატერიის მდგომარეობის შესწავლისადმი ინტერესი, მისი როტაციის სიჩქარის ცვალებადობით არის გამოწვეული. ბრუნვის სიჩქარე ნელა, მაგრამ სტაბილურად მცირდება, გარდა მკვეთრი ცვლილებებისა: მოდელირება, რომელიც ამ მოულოდნელობებს ხსნის არის ის, რომ ცვლილებები ზედაპირის რყევების შედეგია, რომელიც ნეიტრონული ვარსკვლავის საფარის შეცვლას ახდენს. მოდელირება, რომელშიც ცვლილებებს ვარსკვლავის შესაძლო ზეგამტარუნარიანი დაშლილი, ერთმანეთისგან დაშორებული ინტერიერი იწვევს. ორივე შემთხვევაში ვარსკვლავის ინერციის მომენტი იცვლება, მაგრამ არა იმპულსის მომენტი, რაც როტაციის სიჩქარის ცვალებადობას იწვევს.

ჩაშლილი რეციკლირებული პულსარი

რედაქტირება

როდესაც ორი ვარსკვლავი ერთი და იგივე, გაზის და მტვრის ღრუბლიდან წარმოიშობა, ქმნიან ბინარულ სისტემას და ერთმანეთის გარშემო მოძრაობენ. თუ ვარსკვლავების მასა რამდენჯერმე აღემატება მზის მასას, არსებობა აფეთქებით სრულდება. ამ ორ ვარსკვლავს შორის პირველი, მეტად მასიური ფეთქდება, რომელიც შემდეგ ნეიტრონული ვარსკვლავის სახით განაგრძობს არსებობას. თუ კომპანიონ ვარსკვლავზე ზემოქმედება არ მოხდა, ბინარული სისტემა გადარჩება. ნეიტრონული ვარსკვლავი ხილული ხდება, როგორც რადიოპულსარი, რომელიც ნელ-ნელა ენერგიას და ბრუნვის სიჩქარეს კარგავს. მეზობელი ვარსკვლავის მოძრაობა შეიძლება აჩქარდეს, რაც ნეიტრონულ ვარსკვლავს საშუალებას მისცემს, მისი აქტიური ნივთიერებები მიიტაცოს. შეზრდილი მატერია ობიექტს ბრუნვის აჩქარებას (რეციკლირება) და მაგნიტური ველის ბლოკირებას იწვევს. ბინარული სისტემა ასევე გააგრძელებს არსებობას, თუ მეზობელი ვარსკვლავის აფეთქება, ნეიტრონული ვარსკვლავის მოძრაობაზე არ იმოქმედებს და რომელიც მეორე ნეიტრონული ვარსკვლავის წარმოშობას უძღვის წინ, რაც შემდეგ უკვე ორი ნეიტრონული ვარსკვლავისგან შემდგარი ბინარული სისტემაა. სხვა შემთხვევაში ობიექტი კომპანიონის გარეშე დარჩება და ჩაშლილი რეციკლირებული პულსარი გახდება, რომელიც წამში 50-მდე ბრუნს აკეთებს.[25]

გამოყენება

რედაქტირება

პულსარების აღმოჩენამ ასტრონომებს საშუალება მისცა, შეესწავლათ ნეიტრონული ვარსკვლავი, რომელიც მანამდე ხილული არ იყო. ერთადერთი ობიექტია, სადაც მკვრივი ბირთვის თავისებურებებზე და ქცევაზე დაკვირვება (არაპირდაპირ) შეიძლება. გარდა ამისა, მილიწამური პულსარები, ინტენსიური გრავიტაციული ველის პირობებში, ფარდობითობის ზოგადი თეორიის საექსპერიმენტო ობიექტებია.

რუკები

რედაქტირება
 
გალაქტიკის ცენტრიდან მზის ადგილმდებარეობა და მისი პოზიციიდან 14 პულსარის ადგილმდებარეობა და ფაზები

კოსმოსში პულსარის ადგილმდებარეობები, პიონერის დაფაზე და ვოიაჯერის ოქროს ფირფიტაზეა დატანილი, რომლებიც მზის პოზიციიდან 14 პულსარის მიმართულებას და ადგილმდებარებას აჩვენებს. პულსარები მათი ელექტრომაგნიტური პულსირებით, უნიკალური დროით გამორჩევიან ისე, რომ ამ რუკებით ჩვენი პოზიცია, როგორც სივრცეში ისევე დროში, გონიერი არამიწიერი სიცოცხლისთვის გამოთვლა შესაძლებელი იყოს.[26] იმის გამო, რომ პულსარები რადიოტალღების რეგულარულ იმპულსებს გამოსცემენ, მიმართულებების ყოველდღიური კორექტირება საჭირო არ არის უფრო მეტიც, პულსარული პოზიციონირება, შესაძლებელია კოსმოსური ხომალდის სანავიგაციო, დამოუკიდებელი სისტემის შესაქმნელად იყოს გამოყენებული.[27][28]

ზუსტი საათები

რედაქტირება

ზოგადად, პულსირების პერიოდულობის რეგულარობა, ატომური საათების სტაბილურობასთან წინააღმდეგობაშია[29] თუმცა, ზოგიერთი მილიწამური პულსარების, პულსირების რეგულარულობა უფრო ზუსტია, ვიდრე ატომური საათი.[30] ეს სტაბილურობა საშუალებას იძლევა მულიწამური პულსარები, ეფემერული დროის[31] ან პულსარული საათის შესაქმნელად იქნეს გამოყენებული.[32]

დროებითი ხმაურით ცნობილი ბრუნვის დარღვევა, ყველა პულსარზეა დაფიქსირებული. ეს შემთხვევითი არეულობა პულსირების სიხშირეში და ფაზებშია დაკვირვებადი.[33] უცნობია, ბრუნვის მოულოდნელი აჩქარება, არის თუ არა დროებით ხმაურთან კავშირში.

ვარსკვლავთშორისი სივრცის შესწავლა

რედაქტირება

სანამ დედამიწამდე მოაღწევს, პულსარების რადიაცია ვარსკვლავთსორისი სივრცეს გადის. 7726 85 ცელსიუსი (8000 კელვინი) ტემპერატურის მქონე თავისუფალი ელექტრონები, ვარსკვლავთშორისი სივრცისა და H II რეგიონების იონიზებული კომპონენტები, მის რადიაციაზე გავლენას ორი ძირითადი მიმართულებით ახდენს. პულსარის რადიაციაში მომხდარი ცვლილებები თავად ვარსკვლავთშორისი სივრცის შესწავლას მნიშვნელოვანი ინფორმაციით უზრუნველყოფს.[34]

ვარსკვლავთშორისი სივრცის პლაზმის დისპერსიული ხასიათის გამო, დაბალი სიხშირის რადიოტალღები სივრცეს, მაღალი სიხშირის რადიოტალღებთან შედარებით ნელა გადიან. სიხშირულ დიაპაზონში რადიაციული პულსირების შეყოვნება, პულსარის სინათლის დისპერსიით იზომება, რომელიც პულსარსა და დამკვირვებელს შორის, თავისუფალი ელექტრონების მთლიანი სვეტის სიმჭიდროვეს ავლენს.

 .

სადაც   პულსარის და დამკვირვებლის დისტანციას აღნიშნავს და   ვარსკვლავთშორისი სივრცის ელექტრონების სიმჭიდროვეს. დისპერსია ირმის ნახტომში თავისუფალი ელექტრონების განაწილების და გავრცელების მოდელირების შესაქმნელად გამოიყენება.[35] გარდა ამისა, ვარსკვლავთშორისი გაზის ტურბულენტობა სივცეში არაერთგვაროვან სიმჭიდროვეს იწვევს, რაც პულსარის რადიოტალღების მომიფანტვით ვლინდება. რადიოტალღების სცინტილაცია ისევე, როგორც დედამიწის ატმოსფეროს სიმკვრივის ვარიაციების შედეგად, ხილული სინათლის ფარგლებში ვარსკვლავი მოციმციმეა, შესაძლებელია ვარსკვლავთშორისი სივრცის მცირე მასშტაბით ცვლილებების შესახებ ინფორმაციის მიღება.[36] უმეტესობა პულსარების ბრუნვის სიჩაქარის (ასეულობით კმ/წ) გამო, თითოეული პულსარის პულსირების სივცეში სწრაფად გავრცელება ხდება, რაც დროის რამდენიმე წუთის განმავლობაში სცინტილაციის მახასიათებლების ცვალებადობას იწვევს.[37]

დრო-სივრცის ზონდები

რედაქტირება

ირმის ნახტომის ცენტრში არსებული სუპერმასიური შავი ხვრელის, მშვილდოსანი A*-ს გარშემო მრუდ დრო-სივრცეში მოძრავი პულსარები, ძლიერი გრავიტაციული ველის პირობებში მნიშვნელოვანი ინფორმაციის გადმოცემას ემსახურება.[38] შავი ხვრელის გარშემო პულსარებიდან მომავალ რადიოტალღებზე, ძლიერ გამრუდებული დრო-სივრცე ახდენს ზემოქმედებას, რომელიც დოპლერის ეფექტით, ფარდობითობის სპეციალური და ზოგადი თეორიით, ასევე რამდენიმე რთული გზებით არის ცნობილი. ფარდობითობის ზოგადი თეორიის ეფექტურობის შედეგის თანამედროვე მოწყობილობებით მისაღებად, აუცილებელია აღმოჩენილ იქნენ პულსარები, რომლებსაც ორბიტალური პერიოდი 10 წელზე ნაკლები გააჩნიათ.[38] ასეთი პულსარები მშვილდოსანი A*-ს გარშემო 0.01 პარსეკი (pc) მანძილით მოძრაობენ დღესდღეობით კი, 5 პულსარია ცნობილია, რომლებიც 100 პარსეკის დისტანციაზე ორბიტირებენ.[39]

გრავიტაციული ტალღების დეტექტორები

რედაქტირება

მსოფლიოში 3 ქვეყნის ერთიანი კონსორციუმი არსებობს, რომლებიც პულსარებს გრავიტაციული ტალღების შესასწავლად იყენებენ. ევროპაში EPTA, ავსტრალიაში PPTA, კანადასა და აშშ-ში NANOGrav. კონსორციუმი საერთაშორისო მონაცემთა ერთობლიობას ქმნის. მილიწამური პულსარების პულსირება გამოიყენება, როგორც გალაქტიკური საათების სისტემა, რომლის დარღვევაც დედამიწიდან იქნება შესამჩნევი.

მნიშვნელოვანი პულსარები

რედაქტირება
980 სინათლის წლის რადიუსში მდებარე პულსარები
პულსარი მანძილი
(ს.წ.)		 ასაკი
(მლნ. წ.)
J0030+0451 244 7 580
J0108−1431 238 166
J0437−4715 156 1 590
J0633+1746 156 0,342
J0659+1414 290 0,111
J0835−4510 290 0,0113
J0453+0755 260 17,5
J1045−4509 300 6 710
J1741−2054 250 0,387
J1856−3754 161 3,76
J2144−3933 165 272
 
ფერმის კოსმოსური ტელესკოპის მიერ დაფიქსირებული გამა-გამოსხივების პულსარები

პულსარები მათი აღმოჩენის და განსაკუთრებული მახასიათებლების მიხედვით არიან წარმოდგენილი.

  • 1967 წელს აღმოჩენილი პირველი რადიოპულსარი CP 1919, ცნობილი როგორც PSR B1919 + 21. პულსირების პერიოდი 1.337 წამი და 0.04 წამიანი პულსის განივით.[40]
  • პირველი ბინარული პულსარი PSR 1913 + 16, რომლის ორბიტირების მანძილი ფარდობითობის ზოგადი თეორიის პროგნოზით, გრავიტაციული რადიაციის გამოსხივების ზემოქმედებით მცირდება.
  • პირველი მილიწამური პულსარი PSR B1937 + 21.
  • ყველაზე კაშკაშა მილიწამური პულსარი PSR J0437-4715.
  • პირველი რენტგენული პულსარი Cen X-3.
  • პირველი აკრეცირებული მილიწამური რენტგენული პულსარი SAX J1808.4-3658.
  • პირველი პულსარი პლანეტებით PSR B1257 + 12.
  • ასტეროიდების ზემოქმედებაში მყოფი პირველი პულსარი PSR J0738-4042.
  • პირველი ორმაგი პულსარი ბინარულ სისტემაში PSR J0737-3039.
  • ყველაზე სწრაფად (716 ბრუნი წამში) მბრუნავი პულსარი PSR J1748-2446ad, პულსირების 0.0014 წამის ან 1.4 მილიწამით.
  • გრძელი პერიოდით მბრუნავი, წამში 118.2. ერთადერთი თეთრი ჯუჯა AR Scorpii-ით ცნობილი პულსარი.[41]
  • ყველაზე გრძელი პერიოდის (8.51 წამი) ნეიტრონული ვარსკვლავის პულსარი PSR J2144-3933.[42]
  • პულსარი ყველაზე სტაბილური პერიოდით PSR J0437-4715.
  • პირველი მილიწამური პულსარი PSR J0337 + 1715 ორი კომპანიონი ვარსკვლავით.
  • PSR J1841-0500, რომლის პულსირება 580 დღის განმავლობაში შეჩერებული იყო და ერთ-ერთი იმ ორი ცნობილი პულსარიდან, რომლებიც რამდენიმე წუთის განმავლობაში არ პულსირებდნენ.
  • PSR B1931 + 24, პულსირების ციკლის მქონე, რომელიც დაახლოებით ერთი კვირის განმავლობაში აქტიური, რაც შემდეგ ერთი თვის განმავლობაში შეჩერებულია.[43] ერთ-ერთი, ცნობილი ორი პულსარიდან, რომლებსაც პულსირება რამდენიმე წუთის განმავლობაში შეჩერებული აქვთ.
  • მილიწამური პულსარი (2.15 მილიწამი) PSR J1903 + 0327, ექსცენტრიულ ბინარულ სისტემაში მზის მსგავსი მეზობელი ვარსკვლავით.[44]
  • PSR J2007 + 2722, პირველი რეციკლირებული (40.8 ჰერცი) იზოლირებული პულსარი, რომელიც მოხალისეებმა პროექტ Ainstein @ Home-ის ფარგლებში, 2007 წლის თებერვალში მიღებული მონაცემების განაწილებული სისტემის ანალიზით აღმოაჩინეს.[45]
  • პირველი პულსარი PSR J1311-3430, რომელიც მილიწამური გამა-გამოსხივების პულსაციით და ნაწილობრივ მოკლე ორბიტალური პერიოდის მქონე ბინარულ სისტემაზე დაკვირვებით არის აღმოჩენილი.[46]

გალერეა

რედაქტირება

სქოლიო

რედაქტირება
  1. ↑ Sullivan, Walter. (February 9, 1983) PULSAR TERMED MOST ACCURATE 'CLOCK' IN SKY. The New York Times. ციტირების თარიღი: January 15, 2018
  2. ↑ Pranab Ghosh, Rotation and accretion powered pulsars. World Scientific, 2007, p.2.
  3. ↑ M. S. Longair, Our evolving universe. CUP Archive, 1996, p.72.
  4. ↑ M. S. Longair, High energy astrophysics, Volume 2. Cambridge University Press, 1994, p.99.
  5. ↑ S. Jocelyn Bell Burnell. (1977) Little Green Men, White Dwarfs or Pulsars?. Cosmic Search Magazine. ციტირების თარიღი: 2008-01-30. (after-dinner speech with the title of Petit Four given at the Eighth Texas Symposium on Relativistic Astrophysics; first published in Annals of the New York Academy of Science, vol. 302, pages 685–689, Dec., 1977)
  6. ↑ Bell Burnell, S. Jocelyn (23 April 2004). „So Few Pulsars, So Few Females“. Science. 304 (5670): 489. doi:10.1126/science.304.5670.489. PMID 15105461.
  7. ↑ Courtland, Rachel. "Pulsar Detected by Gamma Waves Only." New Scientist, 17 October 2008.
  8. ↑ Daily Telegraph, 21/3, 5 March 1968.
  9. ↑ Baade, W.; Zwicky, F. (1934). „Remarks on Super-Novae and Cosmic Rays“. Physical Review. 46: 76. Bibcode:1934PhRv...46...76B. doi:10.1103/PhysRev.46.76.2.
  10. ↑ Pacini, F. (1967). „Energy Emission from a Neutron Star“. Nature. 216 (5115): 567. Bibcode:1967Natur.216..567P. doi:10.1038/216567a0.
  11. ↑ Gold, T. (1968). „Rotating Neutron Stars as the Origin of the Pulsating Radio Sources“. Nature. 218 (5143): 731. Bibcode:1968Natur.218..731G. doi:10.1038/218731a0.
  12. ↑ Lyne & Graham-Smith, pp. 1–7 (1998).
  13. ↑ Press Release: The Nobel Prize in Physics 1974 (15 October 1974). ციტირების თარიღი: 2014-01-19.
  14. ↑ Bell Burnell, S. Jocelyn. Little Green Men, White Dwarfs, or Pulsars? Annals of the New York Academy of Science, vol. 302, pages 685–689, Dec., 1977 [1]
  15. ↑ Weisberg, J.M.; Nice, D.J. & Taylor, J.H. (2010). „Timing measurements of the relativistic binary pulsar PSR B1913+ 16“ (PDF). The Astrophysical Journal. IOP Publishing. 722 (2): 1030–1034. arXiv:1011.0718. Bibcode:2010ApJ...722.1030W. doi:10.1088/0004-637X/722/2/1030. დამოწმება იყენებს მოძველებულ პარამეტრს |last-author-amp= (დახმარება)
  16. ↑ Nobel Prize in Physics 1993. ციტირების თარიღი: 2010-01-07.
  17. ↑ D. Backer; Kulkarni, Shrinivas R.; Heiles, Carl; Davis, M. M.; Goss, W. M. (1982). „A millisecond pulsar“. Nature. 300 (5893): 315–318. Bibcode:1982Natur.300..615B. doi:10.1038/300615a0.
  18. ↑ 18.0 18.1 Buckley, D. A. H.; Meintjes, P. J.; Potter, S. B.; Marsh, T. R.; Gänsicke, B. T. (2017-01-23). „Polarimetric evidence of a white dwarf pulsar in the binary system AR Scorpii“. Nature Astronomy (ინგლისური). 1: 0029. arXiv:1612.03185. Bibcode:2017NatAs...1E..29B. doi:10.1038/s41550-016-0029. ISSN 2397-3366.
  19. ↑ Marsh, T. R.; Gänsicke, B. T.; Hümmerich, S.; Hambsch, F.-J.; Bernhard, K.; Lloyd, C.; Breedt, E.; Stanway, E. R.; Steeghs, D. T. „A radio-pulsing white dwarf binary star“. Nature. 537 (7620): 374–377. arXiv:1607.08265. Bibcode:2016Natur.537..374M. doi:10.1038/nature18620. PMID 27462808.
  20. ↑ Lyne, Andrew G.; Graham-Smith, Francis. Pulsar Astronomy. Cambridge University Press, 1998.
  21. ↑ Pulsar Beacon Animation. ციტირების თარიღი: 2010-04-03.
  22. ↑ Pulsars. ციტირების თარიღი: 2010-04-03.
  23. ↑ 23.0 23.1 დაარქივებული ასლი. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2011-05-04. ციტირების თარიღი: 2018-07-03.
  24. ↑ Old Pulsars Still Have New Tricks to Teach Us. Staff. ESA (26 July 2006). ციტირების თარიღი: 30 April 2013.
  25. ↑ Background material on "Disrupted Recycled Pulsar" in press release on the pulsar found by Einstein@Home Archived copy. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2010-08-14. ციტირების თარიღი: 2010-09-23.
  26. ↑ http://voyager.jpl.nasa.gov/spacecraft/goldenrec1.html
  27. ↑ Marissa Cevallos, Science News,"HOW TO USE A PULSAR TO FIND STARBUCKS"[2] დაარქივებული 2012-07-31 საიტზე Wayback Machine. , Discovery News,Wed Nov 24, 2010 10:21 AM ET .
  28. ↑ Angelo Tartaglia; Matteo Luca Ruggiero; Emiliano Capolongo (2011). „A null frame for spacetime positioning by means of pulsating sources“. Advances in Space Research. 47 (4): 645–653. arXiv:1001.1068. Bibcode:2011AdSpR..47..645T. doi:10.1016/j.asr.2010.10.023.
  29. ↑ John G. Hartnett; Andre Luiten (2011). „Colloquium: Comparison of Astrophysical and Terrestrial Frequency Standards“. Reviews of Modern Physics. 83: 1–9. arXiv:1004.0115. Bibcode:2011RvMP...83....1H. doi:10.1103/RevModPhys.83.1.
  30. ↑ Matsakis, D. N.; Taylor, J. H.; Eubanks, T. M. (1997). „A Statistic for Describing Pulsar and Clock Stabilities“ (PDF). Astronomy and Astrophysics. 326: 924–928. Bibcode:1997A&A...326..924M. ციტირების თარიღი: 2010-04-03.
  31. ↑ Backer, Don (1984). „The 1.5 Millisecond Pulsar“. Annals of the New York Academy of Sciences. 422 (Eleventh Texas Symposium on Relativistic Astrophysics): 180–181. Bibcode:1984NYASA.422..180B. doi:10.1111/j.1749-6632.1984.tb23351.x. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2013-01-05. ციტირების თარიღი: 2010-02-14.
  32. ↑ „World's most accurate clock to be built in Gdańsk“. Polska Agencja Prasowa. 2010. ციტირების თარიღი: 2012-03-20.[მკვდარი ბმული]
  33. ↑ African Skies 4 – Radio Pulsar Glitch Studies
  34. ↑ Ferrière, Katia (2001). „The Interstellar Environment of Our Galaxy“. Reviews of Modern Physics. 73 (4): 1031–1066. arXiv:astro-ph/0106359. Bibcode:2001RvMP...73.1031F. doi:10.1103/RevModPhys.73.1031.
  35. ↑ Taylor, J. H.; Cordes, J. M. (1993). „Pulsar Distances and the Galactic Distribution of Free Electrons“. Astrophysical Journal. 411: 674. Bibcode:1993ApJ...411..674T. doi:10.1086/172870.
  36. ↑ Rickett, Barney J. (1990). „Radio Propagation Through the Turbulent Interstellar Plasma“. Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 28: 561–605. Bibcode:1990ARA&A..28..561R. doi:10.1146/annurev.aa.28.090190.003021.
  37. ↑ Rickett, Barney J.; Lyne, Andrew G.; Gupta, Yashwant (1997). „Interstellar Fringes from Pulsar B0834+06“. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 287: 739–752. Bibcode:1997MNRAS.287..739R. doi:10.1093/mnras/287.4.739.
  38. ↑ 38.0 38.1 Lua-ს შეცდომა in მოდული:Citation/CS1 at line 4027: bad argument #1 to 'pairs' (table expected, got nil).
  39. ↑ Deneva, J. S.; Cordes, J. M.; Lazio, T. J. W. (2009). „Discovery of Three Pulsars from a Galactic Center Pulsar Population“. The Astrophysical Journal Letters. 702 (2): L177–182. arXiv:0908.1331. Bibcode:2009ApJ...702L.177D. doi:10.1088/0004-637X/702/2/L177.
  40. ↑ Hewish, A. et al. "Observation of a Rapidly Pulsating Radio Source." Nature, Volume 217, 1968 (pages 709–713).
  41. ↑ Buckley, D. A. H.; Meintjes, P. J.; Potter, S. B.; Marsh, T. R.; Gänsicke, B. T. (2017-01-23). „Polarimetric evidence of a white dwarf pulsar in the binary system AR Scorpii“. Nature Astronomy. 1 (2): 0029. arXiv:1612.03185. Bibcode:2017NatAs...1E..29B. doi:10.1038/s41550-016-0029. ISSN 2397-3366.
  42. ↑ Young, M. D.; Manchester, R. N.; Johnston, S. (1999). „A Radio Pulsar with an 8.5-Second Period that Challenges Emission Models“. Nature. 400 (6747): 848–849. Bibcode:1999Natur.400..848Y. doi:10.1038/23650.
  43. ↑ O'Brien, Tim. Part-time pulsar yields new insight into inner workings of cosmic clocks | Jodrell Bank Centre for Astrophysics en. ციტირების თარიღი: 23 July 2017.
  44. ↑ Champion, David J.; Ransom, S. M.; Lazarus, P.; Camilo, F.; Bassa, C.; Kaspi, V. M.; Nice, D. J.; Freire, P. C. C.; Stairs, I. H.; Van Leeuwen, J.; Stappers, B. W.; Cordes, J. M.; Hessels, J. W. T.; Lorimer, D. R.; Arzoumanian, Z.; Backer, D. C.; Bhat, N. D. R.; Chatterjee, S.; Cognard, I.; Deneva, J. S.; Faucher-Giguere, C.-A.; Gaensler, B. M.; Han, J.; Jenet, F. A.; Kasian, L.; Kondratiev, V. I.; Kramer, M.; Lazio, J.; McLaughlin, M. A.; et al. (2008). „An Eccentric Binary Millisecond Pulsar in the Galactic Plane“. Science. 320 (5881): 1309–1312. arXiv:0805.2396. Bibcode:2008Sci...320.1309C. doi:10.1126/science.1157580. PMID 18483399.
  45. ↑ Knispel, B.; Allen, B; Cordes, JM; Deneva, JS; Anderson, D; Aulbert, C; Bhat, ND; Bock, O; et al. (2010). „Pulsar Discovery by Global Volunteer Computing“. Science. 329 (5997): 1305. arXiv:1008.2172. Bibcode:2010Sci...329.1305K. doi:10.1126/science.1195253. PMID 20705813.
  46. ↑ Pletsch, H. J.; Guillemot; Fehrmann, H.; Allen, B.; Kramer, M.; Aulbert, C.; Ackermann, M.; Ajello, M.; De Angelis, A.; Atwood, W. B.; Baldini, L.; Ballet, J.; Barbiellini, G.; Bastieri, D.; Bechtol, K.; Bellazzini, R.; Borgland, A. W.; Bottacini, E.; Brandt, T. J.; Bregeon, J.; Brigida, M.; Bruel, P.; Buehler, R.; Buson, S.; Caliandro, G. A.; Cameron, R. A.; Caraveo, P. A.; Casandjian, J. M.; Cecchi, C.; et al. (2012). „Binary millisecond pulsar discovery via gamma-ray pulsations“. Science. 338 (6112): 1314–7. arXiv:1211.1385. Bibcode:2012Sci...338.1314P. doi:10.1126/science.1229054. PMID 23112297.
მოძიებულია „https://ka.wikipedia.org/w/index.php?title=პულსარი&oldid=4301245“-დან