Определение слова «пульсары»

Большой энциклопедический словарь:

ПУЛЬСАРЫ (англ. pulsars, сокр. от Pulsating Sources of Radioemission — пульсирующие источники радиоизлучения) — космические источники импульсного электромагнитного излучения, открытые в 1967 группой Э. Хьюиша (Великобритания). Импульсы пульсаров повторяются с периодом от тысячных долей секунды до секунд с высокой точностью. Большинство пульсаров излучает в радиодиапазоне от метровых до сантиметровых волн. Пульсары в Крабовидной туманности и ряд других излучают также в оптическом, рентгеновском и гамма-диапазонах. Радио- пульсары отождествляются с быстровращающимися нейтронными звездами, у которых имеется активная область, генерирующая излучение в узком конусе. Этот конус бывает направлен в сторону наблюдателя через промежутки времени, равные периоду вращения звезды. Энергия излучения черпается из энергии вращения звезды, поэтому ее период вращения (период пульсара) постепенно возрастает. Кроме радио- пульсаров открыты т. н. пульсары, наблюдающиеся только в рентгеновском или гамма-диапазонах; они имеют периоды от нескольких до сотен секунд и входят в тесные двойные звездные системы. Источник энергии их излучения, согласно современным представлениям, — гравитационная энергия, выделяющаяся при аккреции на нейтронную звезду или черную дыру вещества, перетекающего от соседней нормальной звезды.

Большая советская энциклопедия:

Пульсары
(англ. pulsars, сокращенно от Pulsating Sources of Radioemission — пульсирующие источники радиоизлучения)
слабые источники космического излучения, всплески которого следуют друг за другом с очень медленно изменяющимся периодом. Первый П. был открыт в 1967 в Великобритании; к 1975 известно уже около 100 объектов этого вида. По типу радиоизлучения П. отличаются от всех известных ранее источников космического радиоизлучения, характеризующихся либо постоянной интенсивностью (галактики или радиогалактики), либо нерегулярными всплесками радиоизлучения (Солнце, некоторые вспыхивающие звёзды).
Для известных П. значения периода (т. е. интервала времени между двумя последовательными всплесками излучения) заключены в интервале между 0,033 сек и 3,75 сек. Первые наблюдения П. свидетельствовали о чрезвычайно высоком постоянстве их периодов. Однако при последующих наблюдениях было установлено, что периоды П. очень медленно возрастают. Для большинства П. время, в течение которого период возрастает вдвое, совпадает по порядку величины с их возрастом и составляет миллионы и десятки миллионов лет. Однако имеются два П., у которых время удвоения периода существенно меньше, а именно: у П., находящегося внутри Крабовидной туманности, являющейся остатком взрыва Сверхновой 1054, период удваивается за 2400 лет, а у П. внутри сверхновой в созвездии Паруса — за 24 тыс. лет. Эти П. — самые молодые и имеют наиболее короткие периоды. Существование у них оболочек, характерных для сверхновых звёзд, свидетельствует в пользу того, что П. образуются в результате взрыва сверхновых. Отсутствие же таких оболочек у других, более старых П. объясняется, по-видимому, тем, что они уже успели рассеяться в пространстве. Интересная особенность молодых П. — внезапные скачкообразные уменьшения периода в результате бурных процессов, происходящих в них. Практически все П. наблюдаются только в радиодиапазоне электромагнитного излучения. Исключение составляет только П. в Крабовидной туманности, который можно наблюдать также в оптическом, рентгеновском и гамма-диапазонах.
Исследования радиоизлучения П. в диапазоне радиоволн с длиной от 10 см до 10 м позволили установить, что максимум излучения приходится, как правило, на метровые волны. Было также обнаружено, что один и тот же импульс на разных длинах волн регистрируется при наблюдениях не одновременно: сначала Земли достигает излучение с более короткой длиной волны, а затем — с более длинной. Это разделение всплеска радиоизлучения объясняется тем, что при распространении радиоволн в плазме, заполняющей межзвёздное пространство, скорость коротковолнового излучения близка к скорости света в вакууме, а для длинноволнового — заметно меньше. Т. о., время запаздывания импульса, наблюдаемого в двух несовпадающих длинах волн, пропорционально расстоянию до П. и средней концентрации электронов на луче зрения. Поскольку концентрация электронов на луче зрения известна, то, измерив поток радиоизлучения на Земле и установив время запаздывания, можно определить расстояние до П. и оценить мощность радиоизлучения. Оказалось, что расстояния до известных сейчас П. заключены в интервале от десятков пс до нескольких кпс, а мощность радиоизлучения каждого из них в миллионы раз больше радиоизлучения Солнца даже в периоды его бурной активности.
Наиболее вероятное объяснение П. даёт теория вращающегося «маяка». Согласно данной теории, П. представляет собой вращающуюся звезду, излучающую узкий пучок радиоволн. Наблюдатель, попадающий в этот пучок, видит периодически повторяющиеся импульсы радиоизлучения. В теории «маяка» период П. равен периоду вращения звезды; это объясняет высокое постоянство периодов П. Модель «маяка» объясняет и многие др. данные наблюдений, в частности медленное увеличение периода является следствием замедления вращения звезды. Однако возникли серьёзные затруднения с выбором класса звёзд, который мог бы обеспечить наблюдаемые явления. Для того чтобы обеспечить очень высокую угловую скорость вращения, характерную для П., звезда должна быть весьма компактной, иметь малые размеры. Белые и красные карлики (компактные звёзды) не могут иметь таких угловых скоростей вращения: они были бы немедленно разорваны центробежными силами. Единственным приемлемым классом звёзд оказался известный только на основании теоретических исследований класс нейтронных звёзд (См. Нейтронные звёзды). Наблюдения П. явились, т. о., подтверждением существования нейтронных звёзд. Нейтронные звёзды характеризуются очень малыми размерами: диаметр нейтронной звезды с массой, равной примерно массе Солнца, составляет всего несколько десятков км. Плотность вещества внутри таких звёзд достигает 1014 —1015 г/см3, т. е. имеет порядок плотности вещества внутри атомных ядер. Нейтронная звезда — это как бы колоссальное атомное ядро, состоящее в основном из нейтронов. Источник энергии, излучаемой П., — кинетическая энергия вращения нейтронной звезды. Механизм излучения П. связан с существованием на их поверхности сильных магнитных полей с напряжённостью, достигающей тысяч млрд. э. Трансформация кинетической энергии вращения звезды в излучение происходит, по-видимому, вследствие того, что вращающаяся магнитная звезда индуцирует вокруг себя электрическое поле, ускоряющее частицы окружающей П. плазмы до высоких энергий. Эти ускоренные частицы и дают наблюдаемое излучение.
В 70-х гг. открыты П., излучающие главным образом в рентгеновском диапазоне. Эти П. оказались нейтронными звёздами, входящими в состав двойных звёздных систем. Второй компонент в этих системах — нормальная звезда. Газ из оболочки нормальной звезды течёт к нейтронной звезде, закручивается вокруг неё и в конце концов вдоль магнитных силовых линий поля нейтронной звезды падает на её поверхность. В результате возникает направленное рентгеновское излучение, которое и создаёт эффект пульсаций для наблюдателя, попадающего в пучок направленного излучения.
Лит.: Дайсон Ф., Тер-Хаар Д., Нейтронные звёзды и пульсары, пер. с англ., М., 1973.
В. В. Усов.

Малый академический словарь:

пульсары
-ов, мн. (ед. пульсар, -а, м.). астр.
Нейтронные быстровращающиеся звезды с пульсирующим радиоизлучением, открытые в конце шестидесятых годов 20 в.
[англ. pulsars]

Толковый словарь Ожегова:

ПУЛЬСАРЫ, ов, ед. ар, а, м. (спец.). Космические источники излучений, достигающих Земли в виде периодически возникающих импульсов.

Физический энциклопедический словарь:

Переменные источники косм. эл.-магн. излучения, открытые первоначально (1967, англ. учёный Э. Хьюиш с сотрудниками) как источники импульсного радиоизлучения с исключит. регулярно повторяющимися импульсами (рис. 1). Периоды повторения импульсов у известных радио-П. лежат в пределах от 33 мс у П. PSR 0531+21 в Крабовндной туманности до 4,3 с у PSR 1845—19 (буквы PSR — сокр. от англ. Pulsating Sources of Radioemission — пульсирующие источники радиоизлучения, цифры — координаты П.). Импульсы имеют сложное строение (рис. 2), можно выделить тонкую структуру импульса (субимпульсы) и микроструктуру с элементами =10-5 с. Со временем период П. медленно увеличивается, напр. у PSR 0531+21 на 3,8Х10-8 с/сут. Размеры излучающих областей П. можно оценить из условия, что такая область не может быть больше расстояния, к-рое проходит свет за время длительности микроимпульса (=10-5 с). Эти размеры, следовательно, не превышают 3 км. Расстояния до П. оценивают по времени запаздывания Dt длинноволновых импульсов по сравнению с коротковолновыми. Различие во времени прихода сигналов обусловлено рассеянием излучения на эл-нах межзвёздной среды. Концентрация эл-нов в межзвёздной среде известна, что позволяет по Dt определить расстояния до П. Для большинства П. расстояния заключены в пределах от 200 до 7000 световых лет, т. е. П. относятся к внутригалактич. источникам излучения.
Рис. 1. Сигналы от первого из открытых пульсаров PSR 1919+21 на частоте 72,7 МГц. Период пульсаций в момент открытия составлял 1,3370113 с, что сравнимо с точностью ат. эталонов времени.
Рис. 2. Тонкая структура импульса пульсара PSR 0950+0,8.
При галактич. расстояниях мощность и плотность потока радиоизлучения П. оказываются исключительно высокими: эффективная темп-ра источника излучения может достигать 1030 К, а плотность потока десятков МВт/см2 (эта величина для Солнца составляет =7000 Вт/см2). Нек-рые из радио-П., как оказалось, излучают также в видимом и рентг. диапазонах (напр., RSR 0531+21.), а в 70-х гг. 20 в. были открыты рентг. П. с периодами от неск. секунд до неск. сотен секунд. Светимость рентг. П. достигает 1036—1038 эрг/с (1029—1031 Вт), т. е. она в 103—105 выше полной светимости Солнца.
Согласно совр. представлениям, радио-П.— это нейтронные звёзды, к-рые при массе =1Mсолн имеют диаметры =20 км. Только компактные нейтронные звёзды могут сохранять свою целостность при вращении с периодом =0,01 с. Полагают, что нейтронные звёзды-П. имеют сильное дипольное магн. поле (=1012 Гс) с магн. осью, не совпадающей с осью вращения звезды. В области магн. полюсов происходит истечение заряж. ч-ц, к-рые в магн. поле звезды излучают либо в пределах узкого пространств. конуса (карандашная диаграмма направленности излучения вдоль магн. оси), либо веером, перпендикулярно магн. оси (ножевая диаграмма). При вращении звезды наблюдатель, попадающий периодически внутрь направленного пучка радиоволн, будет фиксировать импульсное излучение с периодом вращения звезды. Энергия излучения П. черпается из кинетич. энергии вращающейся нейтронной звезды. Потери энергии приводят к уменьшению скорости вращения и увеличению периода П. Механизм трансформации кинетич. энергии звезды в энергию эл.-магн. излучения пока ещё до конца не выяснен.
Для рентг. П. характерен иной механизм излучения — аккреционный (см. АККРЕЦИЯ). Рентг. П.— это, по-видимому, нейтронная звезда в тесной двойной системе, второй компонент к-рой — звезда-гигант, заполнившая Роша предел. В-во второй звезды перетекает на нейтронную звезду и образует вокруг неё газовый диск. В-во внутр. областей диска, перемещаясь вдоль силовых линий магн. поля нейтронной звезды, достигает её поверхности вблизи магн. полюсов (здесь располагаются т. н. горячие пятна звезды). Торможение падающего в-ва у поверхности звезды порождает направленное рентг. излучение, к-рое, поскольку звезда вращается, приходит к наблюдателю, как и в случае радио-П., в виде последовательности импульсов.
Совр. теория связывает явление радио-П. с начальным этапом жизни нейтронных звёзд. Напр., возраст П. в Крабовидной туманности, порождённого вспышкой Сверхновой звезды в 1054, составляет менее 1000 лет. Возникшая нейтронная звезда энергично излучает в радиодиапазоне за счёт эжекции в-ва в окружающее пр-во. Потери энергии приводят к замедлению вращения П., ослаблению эжекции и излучения. В результате на определённой стадии нейтронная звезда перестаёт быть радио-П. Она вновь становится П., но уже рентгеновским, когда период её вращения увеличивается до 1—10 с и магн. поле звезды уже не может сдерживать аккрецию в-ва. Падающее на звезду в-во второго компонента двойной системы попадает в горячие пятна на её поверхности, что приводит к появлению ударной волны и выделению гравитац. энергии. Практически вся гравитац. энергия аккрецирующего в-ва излучается в рентг. диапазоне. С наступлением фазы аккреции период вращения перестаёт увеличиваться и может даже начать уменьшаться, если аккрецирующее в-во передаёт звезде угловой момент. Не исключено, что фаза рентг. П. у нейтронных звёзд повторяется.

Смотреть другие определения →