Neutronstjärnor är galen till att börja med. Ännu mer häpnadsväckande är att pulsars och magnetar är speciella typer av neutronstjärnor. En pulsar är en snurrande neutronstjärna som till synes avger pulser med ett regelbundet intervall. Dessa blixtar beror på det magnetiska fältet för stjärnan som sänder gas till polerna, spänner gasen och avger ljus i form av radio och röntgenstrålar. Om magnetfältet är tillräckligt starkt kan det dessutom orsaka sprickor i stjärnans yta och skicka gammastrålar ut. Vi kallar dessa stjärnor för magnetar, och de är föremål för en annan artikel.

Spinnet ljuger inte

Nu när vi är lite bekanta med dessa stjärnor, låt oss prata om snurret på en pulsar. Det uppstår från supernova som skapade neutronstjärnan, för att bevara vinkelmomentet gäller. Ämnet som föll till kärnan hade ett visst momentum som överfördes till kärnan och därmed pumpade upp hastigheten som stjärnan snurrade. Det liknar hur en skridskoåkare ökar sin snurr när de drar sig in.

Men pulsars snurrar inte bara i alla fall. Många är vad vi kallar millisekund pulsars, för de fullbordar en enda revolution på 1-10 millisekunder. Sagt på ett annat sätt, de snurrar hundratals till tusentals gånger i sekundet! De uppnår detta genom att ta bort material från en följeslagare i ett binärt system med pulsaren. När det tar material från det, ökar det rotationshastigheten på grund av bevarande av vinkelmoment, men har denna ökning en mössa? Först när materialet faller ner dör ner. När detta händer minskar pulsaren sin rotationsenergi med så mycket som hälften. Va? (Max Planck)

Den genomsnittliga följeslagaren kanske stjäl en del av pulsars rampljus! |

Anledningen ligger på det som kallas Roche-lob-frikopplingsfasen. Jag vet, det låter som en munfull men hänga där inne. Medan pulsaren drar material in i sitt fält, accelereras det inkommande materialet av magnetfältet och avges som röntgenstrålar. Men när materialet som faller ner dör ner börjar magnetfältets radie, i en sfärisk form, öka. Detta skjuter upp laddat material från pulsaren och berövar det därmed fart. Det minskar också rotationsenergin och sänker således röntgenstrålarna till radiovågor. Den utvidgningen av radien och dess konsekvenser är frikopplingsfasen i handling och hjälper till att lösa mysteriet om varför vissa pulsare verkar för gamla för deras system. De har blivit rånade av sin ungdom! (Max Planck, Francis "Neutron").

Men förvånansvärt borde fler millisekund pulsars ha hittats med en snabbare rotationshastighet än teorin förut förutsåg? Vad ger? Är det något ännu luktare än vi har sett tidigare? Enligt Thomas Jauris (från universitetet i Bonn i Tyskland) i en 3: e utgåva av vetenskap, kanske inte så konstigt som man först misstänkte. Du förstår, de flesta pulsars finns i ett binärt system och stjäl material bort från deras följeslagare, vilket ökar deras rotationshastighet genom att bevara vinkelmomentet. Men datorsimuleringar visar att magnetosfären hos följeslagareobjektet (ett område där laddade partiklar av en stjärna styrs av magnetism) faktiskt hindrar material från att gå till pulsaren, och därmed ytterligare rånar det från snurr. Faktum är att nästan 50% av den potentiella snurrningen som en pulsar kan ha tas bort. Man, dessa killar kan inte ta en paus! (Kruesi "Millisecond").

Gravitetsregler över alla

Okej, så jag lovade lite udda fysik. Räcker inte ovanstående? Naturligtvis inte, så här är några fler. Vad sägs om tyngdkraften? Finns det bättre teorier där ute? Nyckeln till det svaret är pulsernas orientering. Om alternativa tyngdkraftteorier, som fungerar lika bra som relativitet, är korrekta, bör detaljer om pulsarens inre påverka de pulser som forskarna bevittnar för att det skulle fluktuera rörelserna för de impulser som ses, som en svängbar pivot. Om relativitet är korrekt, bör vi förvänta oss att dessa pulser är regelbundna, vilket är vad som har observerats. Och vad kan vi lära oss om gravitationvågor? Dessa rörelser i rymden orsakade av rörliga föremål är svårfångade och svåra att upptäcka, men lyckligtvis har naturen försett oss med pulsarer för att hjälpa oss hitta dem. Forskare räknar med pulsernas regelbundenhet och om några förändringar i tidpunkten för dem observeras kan det bero på att gravitationsvågorna passerar. Genom att notera något massivt i området, kunde forskare förhoppningsvis hitta en rökningspistol för viss tyngdkraftsproduktion (NRAO "Pulsars").

Men det bör noteras att en annan bekräftelse av relativitet var säkrad från bevis som samlats in av Green Bank Telescope samt optiska och radioteleskop i Chile, Kanarieöarna och Tyskland. Publicerad i ett 26 april-nummer av Science, kunde Paulo Freire visa att det förväntade omloppsförfallet som relativitet förutspår faktiskt inträffade i ett binärt system med pulsar / vit dvärg. Tyvärr kunde inga insikter om kvanttyngd skenas, för systemets skala är för stor. Shucks (Scoles "Pulsar System").

Intensiteten hos en pulsar visualiseras. |

Pulsar eller svart hål?

ULX M82 X-2 är det iögonfallande namnet på en pulsar som ligger i M82, annars känd som Cigar Galaxy, av NuSTAR och Chandra. Vad har X-2 gjort för att stå på vår lista över anmärkningsvärda stjärnor? Tja, baserat på röntgenstrålarna som kom ut från det hade forskare i många år tänkt att det var ett svart hål som ätit på en följeslagare, och formellt klassificerade källan som en ultraljus-röntgenkälla (ULX). Men en studie ledd av Fiona Harrison från California Institute of Technology fann att denna ULX pulsade med en takt på 1, 37 sekunder per puls. Dess energiproduktion är 10 miljoner solar värda vilket är 100 gånger så mycket som den nuvarande teorin möjliggör ett svart hål. Eftersom den kommer in på 1, 4 solmassor är den bara knappast en stjärna baserad på den massan (för den ligger nära Chandrasekhar-gränsen, poängen att ingen återvända för en supernova), vilket kan stå för de extrema förhållanden som vi har sett. Tecken pekar på en pulsar, för medan dessa nämnda förhållanden utmanar det är att magnetfältet runt en skulle möjliggöra dessa observerade egenskaper. Med detta i beaktande skulle Eddington-gränsen för fallande materier möjliggöra den observerade produktionen (Ferron, Rzetelny).

En annan pulsar, PSR J1023 + 0038, är säkerligen en neutronstjärna men den visar jetstrålar som konkurrerar med resultatet från ett svart hål. Normalt är pulserna mycket svagare helt enkelt på grund av bristen på styrka som tyngdkraftens tidvattenkrafter och magnetfält finns på runt ett svart hål, plus allt material kring en neutronstjärna ytterligare hindrar jetflödet. Så varför började det att stråla på nivåer som kan jämföras med ett svart hål så plötsligt? Adam Deller (från Nederländska Institutet för Radioastronomi), mannen bakom studien, är inte säker men känner att ytterligare observationer med VLA kommer att avslöja ett scenario som matchar observationer (NRAO "Neutron").

Antimatter Factory

Pulsars har också andra jetegenskaper (naturligtvis). På grund av det höga magnetfältet runt dem kan pulsars påskynda material till en sådan hastighet att elektronpositionpar skapas, enligt data från Cherenkov Observatroy med hög höjd. Gamma-strålar sågs från en pulsar som motsvarade elektroner och positroner som slog materialet runt pulsaren. Detta har enorma konsekvenser för frågan / antimateriel-debatten som forskare fortfarande inte har något svar på. Bevis från två pulsars, Geminga och PSR B0656 + 14, verkar peka på att fabriken inte kan förklara bort överskottet av positroner sett på himlen. Data som tagits av vattentankarna vid HAWC från november 2014 till juni 2016 letade efter Cherenkov-strålning som genereras från gammastrålning. Genom att spåra tillbaka till pulsars (som är 800 till 900 ljusår bort), beräknade de gammastrålningsflödet och fann att antalet positroner som behövs för att göra det flödet inte skulle räcka för att redogöra för alla bortfallna positroner sett i kosmos. Vissa andra mekanismer, som fördjupning av partiklar av mörk materia, kan vara ansvariga (Klesman "Pulsars", Naeye).

Bläddra mellan röntgenstrålar och radiovågor

PSR B0943 + 10 är en av de första pulsars som upptäcktes att på något sätt växlar från att ge ut höga röntgenstrålar och låga radiovågor till motsatsen - utan något igenkännbart mönster. Den 25 januari 2013-utgåvan av Science av projektledaren W. Hermsen (från rymdforskningsorganisationen) detaljerade upptäckten, med tillståndsändringen som varade i några timmar innan han bytte tillbaka. Inget känt vid den tiden kunde orsaka den omvandlingen. Vissa forskare föreslår till och med att det kan vara en lågmassad kvarkstjärna, som skulle vara ännu mer vågig än en pulsar. Som jag vet är svårt att tro (Scoles "Pulsars Flip").

Men ingen anledning att frukta, för insikter var inte för långt i framtiden. En variabel röntgenpulsar i M28 som hittades av ESAs INTEGRAL och vidare observerades av SWIFT, detaljerades i 26 september-numret av Nature. Ursprungligen hittades den 28 mars, och pulsaren befanns snart vara en millisekundvariant också när XXM-Newton hittade en 3, 93 sekunders röntgenkälla där också den 4 april. Namngav PSR J1824-2452L, det undersöktes vidare av Alessandro Papitto och hittade växla mellan tillstånd under en tidsram av veckor, alldeles för snabbt för att överensstämma med teorin. Men forskare bestämde snart att 2452L fanns i ett binärt system med en stjärna 1/5 av solens massa. De röntgenstrålar som forskarna hade sett kom faktiskt från materialet från den följeslagna stjärnan när den upphettades av tidvattensstyrkor i pulsaren. Och när materialet föll på pulsaren ökade dess snurr, vilket resulterade i dess millisekund natur. Med rätt koncentration av uppbyggnad kan en termonukleär explosion inträffa som skulle blåsa bort materialet och bromsa pulsaren igen (Kruesi "An").

PSR B1259-63 / LS 2883 tar hand om affärer. |

Sprängning borta utrymme

Pulsars är ganska bra att städa upp sitt lokala rymdområde. Ta till exempel PSR B1259-63 / LS 2883 och dess binära följeslagare, som ligger ungefär 7 500 ljusår bort. Enligt observationer från Chandra, skjuter pulsars närhet och orientering av strålarna i förhållande till skivan av material runt den följeslagna stjärnan klumpar av material ut ur den, där den sedan följer pulsars magnetfält och accelereras sedan bort från systemet . Pulsaren fullbordar en bana var fjärde månad och gör passet genom skivan till en periodisk händelse. Klumpar som rör sig så snabbt som 15 procent ljusets hastighet har sett! Prata om en snabb leverans (O'Neill "Pulsar, " Chandra).

Magnetisk attraktion

I en prestation av amatörastronomi undersökte Andre van Staden pulsar J1723-21837 under 5 månader 2014 med ett 30 cm reflektorteleskop och registrerade ljusprofilen från stjärnan. Andre märkte att ljusprofilen gick igenom de nedgångar som vi förväntar oss den men fann att den "höll sig" bakom jämförbara pulsars. Han skickade uppgifterna till John Antoniadis för att se vad som hände, och i december 2016 tillkännagavs att en följeslagare skulle ha skylden. Det visar sig att följeslagaren var solfläcktung och hade därför ett högt magnetfält och drog mot de pulser vi såg från jorden (Klesman "Amatör").

En vit dvärgpulsar?

Så vi grottar en duellrollneutronstjärna. Vad sägs om en vit dvärgpulsar? Professor Tom Marsh och Boris Gansicke (University of Warwick) och David Buckley (South African Astronomical Observatory) släppte sina fynd i en 7 februari 2017 Nature Astronomy som beskriver AR Scorpi, ett binärt system. Det är 380 ljusår bort och består av en vit dvärg och en röd dvärg som kretsar varandra var 3, 6 timmar på ett medelavstånd på 870 000 mil. Men den vita dvärgen har ett magnetfält över 10.000 jordens och det snurrar snabbt. Detta gör att den röda dvärgen bombarderas med strålning och som genererar en elektrisk ström som vi ser på jorden. Så det är verkligen en pulsar? Nej, men det har pulsärt beteende och är intressant att se den emuleras i en mycket mindre tät stjärna (Klesman "White").

Infraröd Pulsar?

Pulsars avger massor av röntgenstrålar, men också infraröd? Forskare i september 2018 meddelade att RX J0806.4-4123 hade en infraröd region som var cirka 30 miljoner kilometer från pulsaren. Och det är bara i infraröd och inte i andra delar av EM-spektrumet. En teori för att redogöra för detta härrör från vinden som genereras från partiklar som rör sig från stjärnan med tillstånd av magnetfältet runt stjärnan. Det kan kollidera med interstellärt material runt stjärnan och därmed generera värme. En annan teori visar hur det infraröda kan orsakas av en chockvåg från en supernova som bildade en neutronstjärna, men den här teorin är osannolik eftersom den inte möter vår nuvarande förståelse av neutronstjärnbildning (Klesman "Whats, " Daley, Sholtis) .

Infraröd bild av RX J0806.4-4123 - en infraröd pulsar? |

Bevis för en relativitetseffekt

Ett annat kännetecken för vetenskapen måste vara Einsteins relativitetsteori. Det har testats om och om igen, men varför inte göra det igen? En av dessa förutsägelser är att perihelion av ett föremål nära ett enormt gravitationsfält, som en stjärna, förekommer. Detta beror på rymdtidens krökning som också orsakar att föremålens bana rör sig. Och för pulsar J1906, som ligger 25 000 ljusår bort, har dess omloppsbana föregått till den punkt där dess pulser inte längre är orienterade för oss, vilket effektivt bländar oss för den aktivitet. Det har för alla syften och ändamål ... försvunnit ... (Hall).

Propellereffekten

Prova den här och se om det överraskar dig. Ett team från Ryska vetenskapsakademin, MIPT och Pulkovo undersökte två binära system 4U 0115 + 63 och V 0332 + 53 och bestämde att de inte bara är svaga röntgenkällor, men ibland kommer de att dö ut efter ett stort materialutbrott . Detta kallas propellereffekten på grund av formen på den störning som orsakas kring pulsaren. När utbrottet inträffar skjuts åtskillnadsskivan tillbaka av både strålningstryck såväl som av ett svårt magnetiskt flöde. Denna effekt är mycket önskvärd att hitta eftersom den ger insikter om smältningen av pulsaren som annars skulle vara svår att få, t.ex. avläsningar (Posunko).

Så, hur var det för någon udda fysik? Nej? Kan inte övertyga alla antar jag….

Citerade verk

Chandra röntgenobservatorteam. "Pulsar stansar hål i Stellar Disk." Astronomy.com . Kalmbach Publishing Co., 23 juli 2015. Webb. 16 februari 2017.

Daley, Jason. "Denna Pulsar avger konstigt infrarött ljus och vi är inte säker på varför." smithsonianmag.com . Smithsonian, 19 september 2018. Webben. 11 mars 2019.

Ferron, Karri. "Pulsar utmanar teorier." Astronomi februari 2015: 12. Tryck.

Francis, Matthew. "Neutron superfluid kan sätta bromsarna på pulsars." Snurrar. " ars technica. Conte Nast., 3 oktober 2012. Webb. 30 oktober 2015.

Hall, Shannon. "Varp i rymdtid sväljer Pulsar." space.com . Space.com, 04. mars 2015. Webb. 16 februari 2017.

Klesman, Alison. "Amatörastronom utstrålar ljus på Pulsar Companions udda beteende." Astronomi Apr. 2017. Tryck. 18.

---. "Pulsars kan kasta ut små reserver av antimateria." Astronomy.com . Kalmbach Publishing Co., 7 mars 2017. Web. 30 oktober 2017.

---. "Vad händer med denna konstiga neutronstjärna?" Astronomy.com . Kalmbach Publishing Co., 20 september 2018. Web. 05 december 2018.

---. "Vita dvärgar kan också vara pulsare." Astronomi juni 2017. Tryck. 16.

Kruesi, Liz. "En evolutionär länk för Pulsars." Astronomi Jan. 2014: 16. Tryck.

---. "Millisecond Pulsar Sätt på bromsarna." Astronomi juni 2012: 22. Tryck.

O'Neill, Ian. "Pulsar slår hål genom stjärnskivan." Seekers.com . Discovery Communications, 22 juli 2015. Webb. 16 februari 2017.

Max Planck Institute for Radio Astronomy. The Art of Recycling Pulsars. Astronomy.com . Kalmbach Publishing Co., 06 februari 2012. Webb. 09 januari 2015.

Naeye, Robert. "Nytt Pulsar-resultat stöder partiklar Dark Matter." Astronomy.com. Kalmbach Publishing Co., 16 nov. 2017. Web. 14 december 2017.

NASA. Swift avslöjar nytt fenomen i en Neutron Star. Astronomy.com . Kalmbach Publishing Co., 30 maj 2013. Web. 10 januari 2015.

NRAO. "Neutron Stars slår tillbaka vid svarta hål i Jet-tävlingen." Astronomy.com . Kalmbach Publishing Co., 04 aug 2015. Web. 16 september 2016.

---. Pulsars: The Universe s Gift to Physics. Astronomy.com . Kalmbach Publishing Co., 20 februari 2012. Webb. 09 januari 2015.

Posunko, Nicolas. "Röntgenpulsars försvinner när propellereffekten sätts in." innovation-report.com . innovationsrapport, 18 november 2016. Webben. 11 mars 2019.

Rzetelny, Xaq. "Konstig röntgenkälla är den ljusaste Pulsar som någonsin har observerats." arstechnica .com . Conte Nast, 22 oktober 2014. Webb. 16 februari 2017.

Scoles, Sarah. "Pulsarsystem validerar Einstein." Astronomi augusti 2013: 22. Tryck.

---. "Pulsars vippar deras radiovågor och röntgenstrålar." Astronomi maj 2013: 18. Tryck.

Sholtis, Sam. "Den överraskande miljön för en gåtfull neutronstjärna." innovation-report.com . innovationsrapport, 18 september 2018. Webben. 11 mars 2019.

  • Neutrinos, Antineutrinos och Mysteries Surround ...
    Dessa partiklar är en enorm komponent i modern partikelfysik, men pojke är de en smärta att förstå!
  • Tidens natur och de möjliga konsekvenserna som ...
    Även om något vi inte kan hålla i våra händer, kanske vi känner att tiden försvinner. Men vad är det? Och när allt är klart, vill vi veta?