Pulsar

S Vikipedije, slobodne enciklopedije
Kompozitna fotografija (kombinacija optičkog i spektra X zraka) pulsara Rakove magline, pokazuje kako se okolni gasovi iz magline mešaju pod uticajem pulsarevog magnetnog polja i zračenja.
PSR B1509-58 – Rendgenski zraci iz Čandra opservatorije su prikazani zlatnom bojom; infracrveni sa WISE opservatorije su prikazani crveno, zeleno i plavo.

Pulsari[1] su neutronske zvezde prečnika oko 10 km,[2][3] koji emituje snopove elektromagnetnog zračenja iz svojih magnetnih polova.[4] Nalaze se u početnim fazama svoje evolucije kao neutronske zvezde. Pulsari izuzetno brzo rotiraju; najbržim pulsarima za jedan je okret potrebno tek oko 3 ms. Milisekundnim pulsarima se nazivaju oni koji rotiraju brže od 100 puta u sekundi. PSR J1740-5340 se okrene čak 274 puta u sekundi. Pulsari u pravcu ose svog magnetnog polja ispuštaju jako elektromagnetno zračenje, najčešće u obliku radio-talasa, mada zračenje može biti uočljivo i u drugim delovima spektra. Usled rotacije i uskog snopa radio-talasa ponaša se kao svemirski svetionik. Frekvencija pulsiranja poklapa sa frekvencijom rotacije pulsara.

Periodi pulsara ih čine veoma korisnim oruđem za astronome. Posmatranja pulsara u sistemu binarnih neutronskih zvezda korišćena su da se indirektno potvrdi postojanje gravitacionog zračenja. Prve ekstrasolarne planete otkrivene su oko pulsara, PSR B1257+12 1992. Godine 1983, otkriveni su određeni tipovi pulsara koji su u to vreme premašivali tačnost atomskih satova u merenju vremena.[5]

Istorija posmatranja[uredi | uredi izvor]

Otkriće[uredi | uredi izvor]

Pulsari su otkriveni u leto 1967. godine od strane tada studentkinje postdiplomke Džoselin Bel (engl. Jocelyn Bell) i njenog mentora profesora Entonija Hjuiša (engl. Antony Hewish). Dok su proučavali pomoću radio-teleskopa kvazare, uočili su sasvim neobičan radio-izvor. Taj izvor je zračio kratkotrajne radio-impulse na talasnoj dužini 3,7 m koji su se strogo periodično, svakih 1,33 sekunde, ponavljali. Uskoro su bila otkrivena još tri takva ista izvora, sa drugim, takođe skoro sekundnim pravilnim periodima. Prvobitno odbačeno kao radio interferencija od strane njenog nadzornika i razvijača teleskopa, Entoni Hjuiša, [6][7] činjenica da su se signali uvek pojavljivali na istoj deklinaciji i rektascenziji ubrzo je isključila zemaljski izvor.[8] Dana 28. novembra 1967. Bel i Hjuiš su pomoću brzog snimača trakastih dijagrama rešili signale kao niz impulsa, ravnomerno raspoređenih svakih 1,337 sekundi.[9] Nijedan astronomski objekat ove prirode nikada ranije nije primećen. Dana 21. decembra, Bel je otkrila drugi pulsar, poništivši spekulacije da bi to mogli biti signali koji su na Zemlju zračeni od strane vanzemaljske inteligencije.[10][11][12][13]

Kada su posmatranja sa drugim teleskopom potvrdila emisiju, eliminisali su bilo kakve instrumentalne efekte. U ovom trenutku, Bel je rekla za sebe i Hjuiša da „nismo zaista verovali da smo primili signale iz druge civilizacije, ali očigledno nam je ta ideja pala na pamet i nismo imali dokaz da je to potpuno prirodna radio emisija. To je interesantan problem — ako neko misli da je možda otkrio život negde drugde u univerzumu, kako odgovorno objaviti rezultate?”[14] Uprkos tome, dali su nadimak signalu LGM-1, za „male zelene ljude” (engl. little green men, razigran naziv za inteligentna bića vanzemaljskog porekla).

Grafikon na kome je Džoselin Bel prva prepoznala dokaz pulsara, izložena u biblioteci Univerziteta Kembridž

Tek kada je drugi pulsirajući izvor otkriven na drugom delu neba, „LGM hipoteza“ je potpuno napuštena.[15] Njihov pulsar je kasnije nazvan CP 1919, a sada je poznat po brojnim oznakama uključujući PSR B1919+21 i PSR J1921+2153. Iako CP 1919 emituje u radio talasnim dužinama, kasnije su otkriveni pulsari koji emituju u talasnim dužinama vidljive svetlosti, rendgenskim i gama zracima.[16]

Reč „pulsar” prvi put se pojavila u štampi 1968:

Postojanje neutronskih zvezda prvi su predložili Valter Bade i Fric Cviki 1934. godine, kada su tvrdili da bi mala, gusta zvezda koja se sastoji prvenstveno od neutrona, nastala iz supernove.[18] Na osnovu ideje o očuvanju magnetnog fluksa iz magnetnih zvezda glavnog niza, Lodevijk Voltjer je 1964. predložio da takve neutronske zvezde mogu da sadrže magnetna polja od 1014 to 1016 gausa (=1010 to 1012 tesla).[19] Godine 1967, neposredno pre otkrića pulsara, Franko Pačini je sugerisao da bi rotirajuća neutronska zvezda sa magnetnim poljem emitovala zračenje, i čak je primetio da se takva energija može pumpati u ostatak supernove oko neutronske zvezde, kao što je Rakova maglina.[20] Nakon otkrića prvog pulsara, Tomas Gold je nezavisno predložio model rotirajuće neutronske zvezde sličan Pačinijevom, i eksplicitno je tvrdio da ovaj model može da objasni pulsno zračenje koje su primetili Bel Barnel i Hjuiš.[21]

Godine 1968, Ričard V. E. Lavlejs je sa saradnicima otkrio period  ms pulsara Rakove magline koristeći Aresibo opservatoriju.[22][23] Otkriće pulsara Raka dalo je potvrdu modela pulsara rotirajuće neutronske zvezde.[24] Period tog pulsara od 33 milisekunde bio je prekratak da bi bio u skladu sa drugim predloženim modelima za emisiju pulsara. Štaviše, pulsar Rak je nazvan tako jer se nalazi u centru Rakove magline, u skladu sa predviđanjem Badea i Cvikija iz 1933. godine.[25] Godine 1974, Antoni Hjuiš i Martin Rajl, koji su razvili revolucionarne radio-teleskope, postali su prvi astronomi koji su dobili Nobelovu nagradu za fiziku, a Kraljevska švedska akademija nauka je istakla da je Hjuiš odigrao „odlučujuću ulogu u otkrivanju pulsara“.[26] Značajne kontroverze su povezane sa činjenicom da je Hjuiš dobio nagradu, dok Belova, koja je do prvobitnog otkrića došla dok je bila njegov doktorant, nije. Belova ne izražava gorčinu po ovom pitanju, podržavajući odluku odbora za Nobelovu nagradu.[27]

Teorija[uredi | uredi izvor]

Skica jednog pulsara sa prikazanom osom rotacije i osom magnetnog polja

Zračenje pulsara se objašnjava kao snop zračenja koji se usmeri prema Sunčevom sistemu, jedanput posle svake rotacije neutronske zvezde. Ovakav rotirajući snop se objašnjava nepodudaranjem ose rotacije i ose magnetnog polja pulsara. Zračenje koje primimo odašilju magnetni polovi pulsara u pravcu ose magnetnog polja. Kako magnetni polovi takođe rotiraju, ako se Zemlja nađe u jednom trenutku u pravcu ose magnetnog polja, mi ćemo primiti to zračenje i videti pulsar.[28]

Verovatnoća da se Zemlja nađe u takvom položaju nije velika. Što znači da postoje mnoge neutronske zvezde koje mi ne vidimo kao pulsare, jer se njihova osa magnetnog polja ni u jednom trenutku ne nađe u našem pravcu. Što znači da je svaki pulsar i neutronska zvezda, ali nije svaka neutronska zvezda pulsar, jer za to je potrebno i da ispušta zračenje u pravcu Sunčevog sistema.

Izvor energije ovog zračenja je rotaciona energija pulsara. Elektroni usled jakog magnetnog polja se kreću spiralno u odnosnu na linije sile polja i dobijaju velike brzine, čak brzine blizu brzine svetlosti. Pri tako velikim brzinama elektron oslobodi foton iks ili gama zraka na račun svoje kinetičke energije i samim tim uspori (ovo zračenje je poznato kao sinhrotronsko zračenje). Što znači da se energija gubi vremenom usled zračenja, tj. da pulsari polako usporavaju i smanjuju brzinu rotacije. Milisekundni, koji su najbrži trenutno poznati pulsari su verovatno ubrzani kad im se povećao ugaoni moment usled priliva nove materije na njih. Najverovatnije su oni članovi dvojnog sistema sa crvenim džinom čija materija polako pada na površinu pulsara i ubrzava ga do više od stotinu rotacija u sekundi.

Magnetno polje jednog pulsara je oko 100 milijardi puta jače od Zemljinog magnetnog polja.

Oko jednog pulsara je otkrivena prva vansolarna planeta. Kasnije se videlo da postojanje planete oko pulsara nije toliko retko.

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ „Definition of PULSAR”. www.merriam-webster.com. 
  2. ^ Nora Roberts; D. R. Lorimer; M. Kramer (2005). Handbook of Pulsar Astronomy (illustrated, herdruk izd.). Cambridge University Press. str. 249. ISBN 9780521828239.  Extract of page 249 Arhivirano 2022-11-16 na sajtu Wayback Machine
  3. ^ „Definition of PULSAR”. www.merriam-webster.com. 
  4. ^ „NASA's NICER Delivers Best-ever Pulsar Measurements, 1st Surface Map”. 11. 12. 2019. 
  5. ^ Sullivan, Walter (9. 2. 1983). „PULSAR TERMED MOST ACCURATE 'CLOCK' IN SKY”. NY Times. The New York Times. Pristupljeno 15. 1. 2018. 
  6. ^ Proudfoot, Ben (27. 7. 2021). „She Changed Astronomy Forever. He Won the Nobel Prize For It - In 1967, Jocelyn Bell Burnell made an astounding discovery. But as a young woman in science, her role was overlooked.”. The New York Times. Pristupljeno 27. 7. 2021. 
  7. ^ „I Changed Astronomy Forever. He Won the Nobel Prize for It. | 'Almost Famous' by Op-Docs”. YouTube. 
  8. ^ Hewish, A., Bell, S. J., et al. "Observation of a Rapidly Pulsating Radio Source Arhivirano 2021-08-04 na sajtu Wayback Machine". Nature, Volume 217, 1968 (pp. 709–713).
  9. ^ Hewish, A.; Bell, S. J.; Pilkington, J. D. H.; Scott, P. F.; Collins, R. A. (februar 1968). „Observation of a Rapidly Pulsating Radio Source”. Nature (na jeziku: engleski). 217 (5130): 709—713. Bibcode:1968Natur.217..709H. ISSN 1476-4687. S2CID 4277613. doi:10.1038/217709a0. 
  10. ^ George Hobbs; Simon Johnston (28. 11. 2017). „Fifty years ago, Jocelyn Bell discovered pulsars and changed our view of the universe”. phys.org. Pristupljeno 4. 8. 2021. 
  11. ^ Pranab Ghosh, Rotation and accretion powered pulsars. World Scientific, 2007, p. 2.
  12. ^ M. S. Longair, Our evolving universe. CUP Archive, 1996, p. 72.
  13. ^ M. S. Longair, High energy astrophysics, Volume 2. Cambridge University Press, 1994, p. 99.
  14. ^ S. Jocelyn Bell Burnell (1977). „Little Green Men, White Dwarfs or Pulsars?”. Cosmic Search Magazine. Pristupljeno 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, pp. 685–689, Dec. 1977).
  15. ^ Bell Burnell, S. Jocelyn (23. 4. 2004). „So Few Pulsars, So Few Females”. Science. 304 (5670): 489. PMID 15105461. doi:10.1126/science.304.5670.489 Slobodan pristup. 
  16. ^ Courtland, Rachel. "Pulsar Detected by Gamma Waves Only Arhivirano 2015-07-02 na sajtu Wayback Machine". New Scientist, 17 October 2008.
  17. ^ Daily Telegraph, 21/3, 5 March 1968.
  18. ^ Baade, W.; Zwicky, F. (1934). „Remarks on Super-Novae and Cosmic Rays” (PDF). Physical Review. 46 (1): 76. Bibcode:1934PhRv...46...76B. doi:10.1103/PhysRev.46.76.2. 
  19. ^ Woltjer, L. (1964). „X-rays and Type I Supernova Remnants”. Astrophysical Journal. 140: 1309. Bibcode:1964ApJ...140.1309W. doi:10.1086/148028. 
  20. ^ Pacini, F. (1967). „Energy Emission from a Neutron Star”. Nature. 216 (5115): 567—568. Bibcode:1967Natur.216..567P. S2CID 4282721. doi:10.1038/216567a0. 
  21. ^ Gold, T. (1968). „Rotating Neutron Stars as the Origin of the Pulsating Radio Sources”. Nature. 218 (5143): 731—732. Bibcode:1968Natur.218..731G. S2CID 4217682. doi:10.1038/218731a0. 
  22. ^ Crab nebula pulsar NP 0532 Arhivirano 2020-11-19 na sajtu Wayback Machine 1969, J. M. Comella, H. D. Craft, R. V. E. Lovelace, J. M. Sutton, G. L. Tyler Nature 221 (5179), 453–454.
  23. ^ Digital Search Methods for Pulsars Arhivirano 2021-04-20 na sajtu Wayback Machine 1969, R. V. E. Lovelace, J. M. Sutton, E. E. Salpeter Nature 222 (5190), 231–233.
  24. ^ On the discovery of the period of the Crab Nebula pulsar Arhivirano 2021-06-02 na sajtu Wayback Machine R. V. E. Lovelace and G. L. Tyler 2012, The Observatory, 132, 186.
  25. ^ Lyne & Graham-Smith, pp. 1–7 (1998).
  26. ^ „Press Release: The Nobel Prize in Physics 1974”. 15. 10. 1974. Pristupljeno 2014-01-19. 
  27. ^ Bell Burnell, S. Jocelyn. "Little Green Men, White Dwarfs, or Pulsars?" Arhivirano 2019-06-07 na sajtu Wayback Machine. Annals of the New York Academy of Science, vol. 302, pp. 685–689, Dec. 1977.
  28. ^ Abt, Helmut A. (maj 2011). „The Age of the Local Interstellar Bubble”. The Astronomical Journal. 141 (5): 165. Bibcode:2011AJ....141..165A. doi:10.1088/0004-6256/141/5/165. 

Literatura[uredi | uredi izvor]

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Pulsar na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Пулсар&oldid=27549367”