«Чандра» показала 22 года жизни пульсара в Крабовидной туманности
Астрономы создали из данных наблюдений космической рентгеновской обсерватории «Чандра» анимации, демонстрирующие эволюцию галактических остатков сверхновых за более чем 20 лет. Целями наблюдений стали остатки Крабовидная туманность и Кассиопея А, сообщается на сайте обсерватории.
Команда ученых, работающих с архивом данных телескопа, представила два новых таймлапса эволюции двух остатков сверхновых в Млечном Пути. На первой анимации показана Крабовидная туманность — она вспыхнула в 1054 году и находится на расстоянии 6,5 тысячи световых лет от Земли. В ее центральной зоне находится быстровращающаяся нейтронная звезда-пульсар, которая инжектирует в окружающее вещество релятивистские потоки заряженных частиц, что приводит к возникновению ударной волны в виде внутренней кольцеобразной структуры. Две джетоподобные структуры, перпендикулярные кольцу, возникают из-за потоков частиц, выбрасываемых из полярных областей пульсара. Сам пульсар виден как яркий переменный точечный источник в центре. Анимация составлена из данных наблюдений «Чандры» за 2000, 2001, 2004, 2005, 2010, 2011 и 2022 год, благодаря большой длительности наблюдений удалось впервые заметить сильные изгибы внешних краев джетов.
На второй анимации показан остаток сверхновой Кассиопея А, расположенный на расстоянии в 11 тысяч световых лет от Солнца. Вспышка тоже возникла при взрыве массивной звезды, причем всего около 340 лет назад, в центре туманности находится нейтронная звезда. Анимация составлена из данных наблюдений «Чандры» с 2000 по 2019 год, на ней виден постепенный разлет сгруппированного в комки и нити вещества звезды и движение ударных волн.
Астрономы из Австралийского национального телескопа (ATNF) сообщают об открытии нового миллисекундного пульсара в «Змее» — радионити в центре галактики. Это первый миллисекундный пульсар, обнаруженный в центре нашей галактики. Открытие было подробно описано в статье, опубликованной 13 апреля на сервере препринтов arXiv.
Пульсар имеет период вращения 8,39 миллисекунды, а меру дисперсии около 673,7 пк/см³, получил обозначение PSR J1744-2946. Наблюдения показали, что PSR J1744−2946 представляет собой двойную систему с орбитальным периодом примерно 4,8 часа. По оценкам, масса объекта-компаньона составляет не менее 0,05 солнечной массы. PSR J1744-2946 находится на расстоянии около 27 400 световых лет и имеет радиосветимость на уровне 30 мЯн кпк². Плотность потока совпадает с плотностью потока G359.13142-0,2000 на частоте 4 ГГц, и астрономы предполагают, что пульсар, вероятно, питает этот источник.
На верхней панели показаны остатки времени пульсара PSR J1744–2946 в зависимости от орбитальной фазы. На нижней панели предполагается, что большая двоичная полуось равна нулю, чтобы продемонстрировать влияние сопутствующего объекта. Фото: Лоуэр и др., 2024
С помощью радиотелескопа MeerKAT обнаружено 10 новых миллисекундных пульсаров в галактическом шаровом скоплении Терзан 5. Об этом открытии, которое делает Терзан 5 самым богатым на пульсары шаровым скоплением (49 пульсаров), сообщалось в статье, опубликованной 26 марта на сервере препринтов arXiv. Девять из десяти пульсаров оказались двойными системами. Пульсары имеют периоды вращения от 1,25 до 4,54 миллисекунды, показатели дисперсии схожи – в диапазоне 235,44–239,46 пк/см3. Характерный возраст пяти из них составляет от 1,3 до 3,18 миллиардов лет. Единственный изолированный пульсар Ter5as имеет период вращения 2,32 миллисекунды, и многие его параметры до сих пор остаются неизвестными. Четыре пульсара в выборке — Ter5au, Ter5ap, Ter5av и Ter5ax, вероятно, имеют спутников — белых карликов с минимальными массами в диапазоне 0,07–0,28 солнечных масс.
Интегрированные профили импульсов всех недавно открытых пульсаров в Терзане 5. Эти графики получены после суммирования отдельных профилей из разных эпох и выравнивания профилей относительно эталонного профиля шаблона. Фото: Падманабх и др., 2024 г.
С помощью радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке международная группа астрономов обнаружила три новых миллисекундных пульсара в шаровом скоплении Мессье 62 (также известном как NGC 6266). Все 10 пульсаров, идентифицированных в Мессье 62, оказались двойными. M62H имеет период вращения около 3,7 миллисекунд и меру дисперсии 114,7 пк/см3. Ее компаньон имеет минимальную массу примерно 0,00236 массы Солнца (2,5 массы Юпитера). Орбитальный период системы составил 0,133 дня. M62I совершает один оборот примерно за 3,3 миллисекунды, а период его обращения составляет около 0,51 дня. Пульсар имеет меру дисперсии 113,35 пк/см3, а его спутник имеет минимальную массу 0,15 солнечных масс. Возраст M62I не менее 278 миллионов лет, а поверхностное магнитное поле ниже 795 миллионов Гаусс. M62J имеет период вращения 2,76 миллисекунды, а измеренная дисперсия составила 111,98 пк/см3.
Положения всех пульсаров в M62 показаны как смещения восток-запад (𝜃𝛼) и юг-север (𝜃𝛿) от центра ШС. Фото: Влисхауэр и др., 2024 г.
Выше давно привычное изображение атома, хотя и не совсем верное. Дело в том, что собственный размер атома превышает размер его ядра в 10 000 раз. Другими словами, если представить, что ядро атома размером с теннисный мяч (6,7 см), то диаметр самого атома окажется равным примерно 670 метрам.
атом, если ядро размером с теннисный мяч в сравнении с Лахта-центром (462 м); само ядро -- красная точка в центре, увеличенная еще в 20 раз
Кроме того, практически вся масса атома сконцентрирована в ядре с плотностью в 230 миллионов тонн на сантиметр кубический (плотность обычного железа ~8 грамм/см³). Вот это значение в 230 млн т/см³ будет важно далее. Ядро состоит из нуклонов, двух схожих по характеристикам частиц -- положительных протонов и нейтронов. "Вес" атома находится в сверхтяжелом ядре, а остальной объем массы почти не имеет. Атомы не могут сливаться из-за электрических сил отталкивания, возникающих между электронными оболочками. Сами ядра, окажись без оболочек, в обычных условиях слиться тоже не сумеют из-за одинакового по знаку заряда. Таким образом, в привычном земном веществе расстояния между ядрами атомов в 20 000 раз больше них размеру. В приведенном примере с теннисными мячами расстояния между двумя соседними составит 1,34 км. Все остальное пространство заполнено электронными оболочками.
Теперь можно перейти к "железным" звездам. Если звезда имеет массу больше солнечной в 8 раз, то в конце жизненного цикла она может схлопнуться в нейтронную звезду. Подобные звезды могут иметь наэлектризованную железную (в миллиарды раз плотнее и прочнее стали) кору до 2 км толщиной, и внутреннюю часть из свободных нейтронов, небольшого количества протонов и электронов. Только сжаты они гравитацией до плотности атомных ядер, в районе 280 млн т/см³. Центральные области самих нейтронных звезд могут иметь еще более высокую плотность, в 10-15 раз плотнее. Сама звезда может иметь диаметр до 20 км, и практически не излучать света. То есть, окажись такая звезда на месте Луны, ее нельзя было бы разглядеть на небе. Чтобы взлететь с поверхности нейтронной звезды, нужно развить скорость свыше 100 000 км/с. Температура поверхности известных нейтронных звёзд достигает миллиона Кельвинов, у солнца -- 5 772 К. До полного остывания нейтронных звёзд требуется до 10²² лет.
Кстати плотность нашего светила в 1,4 раза больше плотности воды, и состоит оно из раскаленного водорода, который из-зо всех сил пытается вырваться наружу под огромным давлением и температурой, но гравитация не отпускает.
нейтронная звезда в представлении художника
Нейтронную звезду можно обнаружить по аккреционному диску, как и черную дыру. В результате аккреции межзвёздного газа на поверхность нейтронной звезды она может быть наблюдаема в разных спектральных диапазонах, включая оптический, на который приходится только 0,003 % всей излучаемой звездой энергии. Но все же открыли нейтронные звезды с помощью радиотелескопа. В 1967 году были найдены объекты, излучающие регулярные радиоимпульсы, промежутки между импульсами были слишком малы для переменных (мигающих) звёзд — всего лишь секунда с третью. В результате более детальных исследований гипотеза о земном происхождении радиоисточников отпала. Но не отвергалась возможность, что это сигналы радиомаяка от внеземной цивилизации, источник сигнала даже получил обозначение LGM-1 (от англ. little green men — «маленькие зелёные человечки»).
внутренняя часть Крабовидной туманности, где поток частиц с экватора нейтронной звезды PSR B0531+21 врезается в окружающую туманность, формируя ударную волну
upd:
в комментах справедливо заметили, что нагретое до миллиона градусов тело излучает видимый свет и, видимо, довольно сильно; путаница со светимостью связана с незначительной площадью очень маленькой по космическим меркам звезды размером с астероид (даже не карликовой планеты) и на порядки мощными собственными рентгеновским и радиоизлучениями; метафора с Луной, возможно, преувеличена