Вони виглядають як мерехтливі зірки. Вони поводяться як миготливі вогні. Але пульсари – це зовсім інше. Це щільні останки масивних зірок, що обертаються, що випускають промені випромінювання через космос з метрономічною точністю.
У 1967 році Ентоні Х’юїш та Джоселін Белл Бернелл виявили перший пульсар за допомогою радіотелескопа. Те, що вони виявили, було не просто новою зіркою. То був космічний маяк.
З цього відкриття ми ідентифікували понад 550 таких об’єктів. Вони не всі однакові. Але вони мають одну спільну рису: вони пульсують. Інтервали між цими імпульсами варіюються від тисячної частки секунди до чотирьох секунд. Ця швидкість божевільна. Пульсар, що обертається з такою швидкістю, має бути неймовірно щільним.
Як нейтронна зірка, що обертається, створює світло
Більшість людей уявляють собі зірки, як кулі вогню. Пульсари – це кулі з нейтронів. Вони є стислими ядрами масивних зірок, що вибухнули як наднові. Гравітація настільки сильна, що протони та електрони стикаються, утворюючи нейтрони. В результаті виходить об’єкт діаметром близько 20 кілометрів, але з масою Сонця.
То як вони пульсують?
Все починається із обертання. Зірка швидко обертається. Вона також має потужне магнітне поле. Вісь цього магнітного поля не збігається з віссю обертання. Ця розбіжність є ключовою.
Заряджені частинки із поверхні потрапляють у магнітне поле. Поле прискорює їх до швидкостей, близьких до світла. Коли вони спірально рухаються навколо магнітних полюсів, випромінюють електромагнітне випромінювання. Це випромінювання вистрілює як вузьких пучків.
Уявіть собі маяк на скелястому узбережжі. Світло ковзає по воді. Якщо ви на кораблі, ви бачите спалах. Потім темряву. Потім ще один спалах. Пульсари працюють так само. Пучки обертаються довкола. Коли вони спрямовані на землю, ми бачимо імпульс. Коли вони спрямовані у інший бік, ми нічого не бачимо.
Це дія пульсуючої радіозірки. Хоча більшість з них виявляються за допомогою радіохвиль, деякі випромінюють також видиме світло, рентгенівські та гамма-промені.
Повільне згасання космічного годинника
Пульсар не вічні. Вони втрачають енергію. Обертання сповільнюється. Це уповільнення дуже мало. Зазвичай воно становить близько мільйонної секунди на рік. Ви б цього не помітили. Але згодом це накопичується.
Розрахунки показують, що ці об’єкти “вимикаються” приблизно через 10 мільйонів років. Це мить у космічному часі. Зрештою магнітні поля слабшають. Пучки припиняються. Маяк гасне.
Чому це важливо?
Тому що протягом цих 10 мільйонів років вони є найрегулярнішими хронометрами у Всесвіті. Їхні імпульси настільки стабільні, що вчені використовують їх для перевірки теорій гравітації. Вони допомагають нам зрозуміти, що відбувається з матерією під екстремальним тиском. Вони діють як природні лабораторії для фізики, які ми можемо відтворити Землі.
Ми знаємо про пульсарів більше, ніж про багато місць на нашій власній планеті. Вони залишки. Привиди. Але вони досі спілкуються з нами. Просто імпульсами.
