Пульса́р — космический источник радио- (радиопульсар), оптического (оптический пульсар), рентгеновского (рентгеновский пульсар) и/или гамма- (гамма-пульсар) излучений, приходящих на Землю в виде периодических всплесков (импульсов)[1]. Согласно доминирующей астрофизической модели, пульсары представляют собой вращающиеся нейтронные звёзды с магнитным полем, которое наклонено к оси вращения, что вызывает модуляцию приходящего на Землю излучения.

История

Первый пульсар был открыт в июле 1967 года Джоселин Белл, аспиранткой Энтони Хьюиша, на меридианном радиотелескопе Маллардской радиоастрономической обсерватории Кембриджского университета, на длине волны 3,5 м (85,7 МГц)[2][3]. За этот выдающийся результат Хьюиш получил в 1974 году Нобелевскую премию. Современные названия этого пульсара — PSR B1919+21 или PSR J1921+2153.

Результаты наблюдений несколько месяцев хранились в тайне, а первому открытому пульсару присвоили имя LGM-1 (сокр. от англ. Little Green Men — «маленькие зелёные человечки»)[4]. Такое название было связано с предположением, что эти строго периодические импульсы радиоизлучения имеют искусственное происхождение. Кроме того, вскоре группа Хьюиша нашла ещё 3 источника аналогичных сигналов.

Только в феврале 1968 года в журнале «Nature» появилось сообщение об открытии быстропеременных внеземных радиоисточников неизвестной природы с высокостабильной частотой[5]. Сообщение вызвало научную сенсацию. К 1 января 1969 года число обнаруженных различными обсерваториями мира объектов, получивших название пульсаров, достигло 27[6]^:16. Число посвящённых им публикаций в первые же годы после открытия составило несколько сотен^{[источник не указан 1055 дней]}. Первый пульсар, обнаруженный советскими астрономами — PP 0943[6]^:16 (современное обозначение — PSR B0943+10[7]) в созвездии Льва, открытый на Радиоастрономической станции ФИАН в г. Пущино в декабре 1968 года[8][9].

Доплеровское смещение частоты (характерное для источника, совершающего орбитальное движение вокруг звезды) обнаружено не было.

В числе прочих теорий (гипотеза Иосифа Шкловского и др.) было предложено рассматривать пульсары как своего рода сверхмощные «маяки» внеземных цивилизаций.

Однако вскоре астрофизики пришли к общему мнению, что пульсар, точнее радиопульсар, представляет собой нейтронную звезду. Она испускает узконаправленные потоки радиоизлучения, и в результате вращения нейтронной звезды поток попадает в поле зрения внешнего наблюдателя через равные промежутки времени — так образуются импульсы пульсара.

На 2008 год уже известно около 1790 радиопульсаров (по данным каталога ATNF). Ближайшие из них расположены на расстоянии около 0,12 кпк (около 390 световых лет) от Солнца.

В 1971 году с помощью обсерватории Uhuru были открыты источники периодического рентгеновского излучения, названные рентгеновскими пульсарами. Как и радио-, рентгеновские пульсары являются сильно замагниченными нейтронными звёздами. В отличие от радиопульсаров, расходующих собственную энергию вращения на излучение, рентгеновские пульсары излучают за счёт аккреции вещества звезды-соседа, заполнившего свою полость Роша и под действием пульсара постепенно превращающегося в белого карлика. Как следствие, масса пульсара медленно растёт, увеличивается его момент инерции и — за счёт передачи орбитального момента системы во вращение пульсара падающим на него веществом — частота вращения, в то время, как радиопульсары, со временем, наоборот, замедляются. Радиопульсар совершает оборот за время от нескольких секунд до нескольких десятых долей секунды, а рентгеновские пульсары делают сотни оборотов в секунду[10].

В ходе проекта распределённых вычислений Einstein@Home на 2016 год найдено 66 пульсаров.

В 2015 году учёные из коллаборации космического гамма-телескопа Ферми обнаружили первый гамма-пульсар, лежащий за пределами Млечного Пути. Он установил новый рекорд светимости среди ранее открытых гамма-пульсаров. Пульсар PSR J0540-6919 расположен на окраине туманности Тарантул созвездия Золотая Рыба в Большом Магеллановом Облаке, расположенной в 163 тысячах световых лет от Млечного Пути[11].

В 2016 году в рамках проекта EXTraS (англ. Exploring the X-ray Transient and variable Sky) в результате изучения архивных данных телескопа XMM-Newton за 2000—2013 годы открыт рентгеновский источник 3XMM J004301.4+413017, первый пульсар в галактике Туманность Андромеды.

Сигналы от пульсаров можно использовать как эталоны времени и ориентиры для спутников[3].

В 2020 году астрономы США и Польши установили, что причиной того, что этот тип нейтронных звёзд действует как радиомаяки, является взаимодействие между электрическими и магнитными полями у поверхности объекта[12].

Номенклатура

Для наименования пульсаров исторически использовалось две системы. В более ранней пульсар обозначался двумя заглавными латинскими буквами и следующими за ними через пробел четырьмя цифрами. Первая буква обозначала группу учёных, открывшую пульсар, вторая буква — P — начальная буква слова Pulsar. Цифры обозначали прямое восхождение пульсара в часах и минутах. Например: CP 1919 (пульсар, открытый кембриджской группой с прямым восхождением 19 часов, 19 минут)[13]. Вторая система восходит к 1968 году, когда два новых пульсара были обозначены PSR (англ. Pulsating Source of Radio, что означает «пульсирующий источник радиоволн»)[14]. Начиная с открытия пульсара в Крабовидной туманности за буквами PSR стало следовать прямое восхождение и склонение пульсара (например: PSR 0531+21, здесь прямое восхождение 5 часов 31 минута и склонение 21 градус). В дальнейшем склонение стали указывать с точностью до десятых долей градуса (например: PSR 1913+167, здесь склонение 16,7 градуса). Первоначально системой координат, в которой указывалось прямое восхождение и склонение пульсара, были координаты 1950 года, использовавшиеся для пульсаров, открытых приблизительно до 1993 года. Позднее стали использовать координаты 2000 года, хотя для некоторых знаменитых пульсаров обычно используются прежние обозначения. По состоянию на начало 2000-х годов, чтобы различить эти две системы координат в обозначении пульсара перед координатами указывается буква B для координат 1950 года или буква J для координат 2000 года (например, пульсар, сразу после открытия в 1968 году обозначавшийся PP 0943 в начале XXI века имел обозначения PSR B0943+10 и PSR J0946+09[7])[15].

См. также

• Нейтронная звезда
• Блицар
• Радиопульсар
• Рентгеновский пульсар
• Звёздная эволюция
• Пульсарные планеты

Примечания

Литература

• Малов И. Ф., Малофеев В. М. Пульсары: 20 лет исследований // Земля и Вселенная. — 1991. — № 1. — С. 16—22.
• Матвеенко Л. И., Усов В. В. Пульсары // Физика космоса : маленькая энциклопедия / Гл. ред. Р. А. Сюняев. — Изд. 2-е, перераб. и доп. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — С. 521—527. — 783 с. — 70 000 экз.
• Lorimer, Duncan R.; Kramer, Michael. Handbook of Pulsar Astronomy. — Cambridge University Press, 2004. — ISBN 978-0-521-82823-9.
• Lorimer, Duncan R. Binary and Millisecond Pulsars (неопр.) (недоступная ссылка) (2008). Дата обращения: 14 декабря 2011. Архивировано 15 марта 2012 года.
• Lyne, Andrew G.; Graham-Smith, Francis. Pulsar Astronomy. — Cambridge University Press, 1998. — ISBN 978-0-521-59413-4.
• Manchester, Richard N.; Taylor, Joseph H. Pulsars. — W. H. Freeman and Company  (англ.) (рус., 1977. — ISBN 978-0-7167-0358-7.
• Stairs, Ingrid H. Testing General Relativity with Pulsar Timing (англ.) // Living Reviews in Relativity : journal. — 2003. — Vol. 6, no. 1. — P. 5. — doi:10.12942/lrr-2003-5. — Bibcode: 2003LRR.....6....5S. — arXiv:astro-ph/0307536. — PMID 28163640.

Ссылки

• Пущинская радиоастрономическая обсерватория
• Пульсары — эталоны времени // Телестудия Роскосмоса

На других языках

[de] Pulsar

[es] Púlsar