Загадка пульсара вела – все о космосе

Загадки про космос для детей: 30 лучших

Сайт «Мама может все!» собрал 30 самых интересных загадок про космос для детей. Предложите ребенку отгадать их. Они будут кстати на День космонавтики, а так же на любой другой праздник посвященный космосу.

Эти загадки помогут детям разобраться в космических понятиях, узнать больше о планетах солнечной системы.

Сверкая огромным хвостом в темноте, Несется среди ярких звезд в пустоте, Она не звезда, не планета, Загадка Вселенной…

(Комета)

Эта межзвездная Вечная странница В небе ночном Только–только представится И улетает Надолго потом, Нам на прощанье Мерцая хвостом.

(Комета)

Осколок от планеты Средь звезд несется где-то. Он много лет летит-летит, Космический…

(Метеорит)

Освещает ночью путь, Звездам не дает заснуть. Пусть все спят, ей не до сна, В небе светит нам…

(Луна)

Ночью с Солнцем я меняюсь И на небе зажигаюсь. Сыплю мягкими лучами, Словно серебром. Полной быть могу ночами, А могу — серпом.

(Луна)

Астроном -он звездочет, Знает все наперечет! Только лучше звезд видна В небе полная …

(Луна)

Обгоняя ночь и день, вкруг земли бежит олень. Задевая звезды рогом, в небе выбрал он дорогу. Слышен стук его копыт, он Вселенной следопыт.

(спутник)

Галактика молочная, В которой мы живем, Рассыпалась космическим Сверкающим дождем. Мы облететь сумеем Ее когда-нибудь, Зовем свою галактику Мы просто… .

(Млечный путь)

Планета голубая, Любимая, родная. Она твоя, она моя, А называется…

(Земля)

Бродит одиноко Огненное око. Всюду, где бывает, Взглядом согревает.

(Солнце)

Океан бездонный, океан бескрайний, Безвоздушный, темный и необычайный, В нем живут вселенные, звезды и кометы, Есть и обитаемые, может быть, планеты.

(Космос)

Желтая тарелка на небе висит. Желтая тарелка всем тепло дарит.

(Солнце)

В небе виден желтый круг И лучи, как нити. Вертится Земля вокруг, Словно на магните. Хоть пока я и не стар, Но уже ученый — Знаю, то — не круг, а шар, Сильно раскаленный. (Солнце)

По темному небу рассыпан горошек Цветной карамели из сахарной крошки, И только тогда, когда утро настанет, Вся карамель та внезапно растает.

(Звезды)

Синие потолочины Золотыми гвоздями приколочены.

(звезды на небе)

Рассыпалось ночью зерно, А утром нет ничего.

(Звезды)

Раскинут ковер, рассыпался горох, Ни ковра не поднять, ни гороха не собрать.

(Звездное небо)

Эти звездочки , как искры, Падают и гаснут быстро. Зажигают среди ночи В небе звездный дождик, Словно эти огонечки Рисовал художник.

(Метеориты)

Из какого ковша не пьют, не едят, а только на него глядят?
(Большая Медведица)

Бежать. бежать — не добежать, Лететь, лететь — не долететь.

(Горизонт)

Человек сидит в ракете. Смело в небо он летит, И на нас в своем скафандре Он из космоса глядит.

(Космонавт)

Крыльев нет, но эта птица Полетит и прилунится.

(Луноход)

Чудо-птица-алый хвост Прилетела в стаю звезд.

(Ракета)

Космонавт, проверив трос, Что-то надевает, Та одежда припасет И тепло, и кислород.

(Скафандр)

Есть окошко в корабле — «Челенджере», «Мире». Но не то, что на Земле- В доме и в квартире. В форме круга то окно, Очень прочное оно.

(Иллюминатор)

Чтобы глаз вооружить И со звездами дружить, Млечный путь увидеть чтоб Нужен мощный…

(телескоп)

У бабушки над избушкой Висит хлеба краюшка. Собаки лают, достать не могут.

(месяц)

Телескоп сотни лет Изучают жизнь планет. Нам расскажет обо всем Умный дядя…

(Астроном)

До Луны не может птица Долететь и прилуниться, Но зато умеет это Делать быстрая…

(Ракета)

У ракеты есть водитель, Невесомости любитель. По-английски: «астронавт», А по-русски …

(Космонавт)

Загадки о планетах солнечной системы

В телескоп скорей взгляните Он гуляет по орбите. Там начальник он над всеми, Больше всех других планет. В нашей солнечной системе Никого крупнее нет.

(Юпитер)

Планета голубая, Любимая, родная, Она твоя, она моя, А называется…

(Земля)

Пышный газовый гигант Брат Юпитера и франт Любит он, чтоб рядом были Кольца изо льда и пыли.

(Уран)

У далекой крохотной планеты, Нет статуса «Большой» планеты. И обидевшись она, В телескопы не видна (Плутон)

Все планеты с полюсами, Есть экватор у любой. Но планеты с поясами Не найдете вы другой. В этих кольцах он один, Очень важный господин.

(Сатурн)

В небе я свечусь нередко, Ваша ближняя соседка. Я Меркурию сестра, И на мне всегда жара.

(Венера)

Это красная планета По соседству с нами. Он зимой и даже летом Мерзнет надо льдами. Странно, что не говори,- Лед не сверху, а внутри.

(Марс)

Вот планетам младший брат, По размеру маловат. К солнышку всех ближе он, Потому и раскален.

(Меркурий)

На планете синей-синей Дует ветер очень сильный. Холодно на ней весьма — Состоит из воды, газа и льда

(Нептун)

Источник: http://mamamozhetvse.ru/zagadki-pro-kosmos-dlya-detej.html

Наблюдение за пульсаром может приблизить ученых к разгадке тайны FRB-сигналов

Наблюдения за пульсаром в созвездии Стрелы с помощью 305-метрового радиотелескопа в обсерватории Аресибо показали, что вещество, выбиваемое потоком его заряженных частиц с поверхности компаньона, действует как природная линза, в значительной степени упрощая астрономам задачу по рассмотрению источника излучения. Результаты последнего такого исследования были представлены в журнале Nature.

Система пульсара пульсаром PSR B1957 + 20 в представлении художника

Почти все знания о Вселенной мы приобрели благодаря телескопам, собирающим электромагнитные волны от астрономических объектов. На своем пути до Земли эти волны могут искажаться и поглощаться, давая ценную информацию о невидимом материале, который находится между звездами и галактиками.

https://www.youtube.com/watch?v=UIZVy49cN0A

Пульсары представляют собой особый вид нейтронных звезд, остатков взорвавшихся сверхновых, от полюсов которых исходят узкие пучки радиоволн.

Обычно «новорожденные» пульсары вращаются очень быстро и постепенно замедляются, расходуя на излучение собственную энергию.

Пульсары, генерирующие лучи радиоволн, давно известны как отличные объекты для зондирования межзвездного вещества. Поэтому их нередко называют галактическими маяками.

Наблюдения за одним миллисекундным пульсаром PSR B1957 + 20, также известным как Черная вдова, указали на удивительное свойство смеси ионизированного и ненамагниченного газа, который он выбивает со своего компаньона, коричневого карлика.

Система расположена в 6500 световых годах от Земли. Пульсар и коричневый карлик разделяет всего 2 миллиона километров, а один оборот вокруг общего центра масс они совершают примерно за 9 земных часов.

Из-за такой близости коричневый карлик всегда обращен одной стороной к PSR B1957 + 20, поток заряженных частиц которого нагревает ее до 6000 градусов Цельсия.

В итоге вещество под действием излучения и ветра убегает с поверхности и образует облако плазмы, напоминающее кометный хвост.

Иллюстрация, показывающая, как облако плазмы усиливает сигнал пульсара

Когда лучи радиоволн проходят через края этого облака, они становятся до 80 раз ярче на определенных радиочастотах. Авторы предполагают, что плазменный хвост действует как линза, увеличивая наблюдаемую яркость пульсара в течение коротких периодов времени.

Объект PSR B1957 + 20 интересен тем, что он, возможно, является самым массивным пульсаром из известных, и дальнейшие исследования по точному измерению его массы помогут понять, как материя ведет себя в экстремальных условиях и насколько массивной может быть нейтронная звезда.

В дополнение к наблюдениям с невероятно высоким разрешением результат исследования может стать ключом к природе таинственных явлений, известных как быстрые радиовсплески (FRB).

Источник: https://hi-news.ru/research-development/nablyudenie-za-pulsarom-mozhet-priblizit-uchenyx-k-razgadke-tajny-frb-signalov.html

Томас Таурис разгадал “загадку миллисекундных пульсаров”

Наука и техника » Экология » Космос

Недавно немецкий астрофизик Томас Таурис разгадал “загадку миллисекундных пульсаров”.

Речь идет о том, что возраст некоторых из этих объектов, по расчетам ученых, оказывался больше возраста Вселенной, чего, как вы понимаете, быть не может.

Таурису удалось доказать, что его предшественники неправильно определяли возраст этих нейтронных звезд.

Пульсары, честно говоря, вообще объекты весьма скандальные — их плазмой не корми, а дай только поэпатировать публику. Начнем с того, что само открытие этих объектов в свое время весьма всполошило мир. Напомню, что когда в 1967 году аспирантка известного астронома Э.

Хьюриша Джастин Белл, работая на радиотелескопе Маллардской обсерватории Кембриджского университета, обнаружила странные радиосигналы на частоте 85,7 МГц, приходящие из дальнего космоса, все решили, что молодому астрофизику удалось “засечь” переговоры инопланетян по рации.

Три месяца открытие Белл держали в секрете, пока сам Хьюриш, наконец-то, не разобрался в ситуации — он доказал, что данные радиоимпульсы испускает быстро вращающаяся нейтронная звезда. Позже подобным объектам присвоили гордое имя пульсаров.

А чуть позже были открыты рентгеновские пульсары — они, соответственно, испускают рентгеновские лучи при вращении.

Таким образом угроза инопланетного вторжения очередной раз миновала, Хьюриш получил Нобелевскую премию (совместно с Белл, конечно же), а астрофизики с энтузиазмом взялись за изучение этих загадочных объектов.

Сегодня о пульсарах известно достаточно много.

Это действительно своеобразные нейтронные звезды, которые образуются таким способом: когда крупная звезда подходит к моменту гибели и взрывается как сверхновая, то ее верхние оболочки отбрасываются взрывом, а ядро быстро коллапсирует. Если исходной массы этого ядра недостаточно, чтобы образовать черную дыру, то в космосе появляется чрезвычайно плотная нейтронная звезда.

Она начинает быстро вращаться и попутно “разряжать” избыток напряжения, возникающего в ее колоссальном магнитном поле, в виде узконаправленных, чрезвычайно мощных потоков излучения — радио- или рентгеновского.

Однако, из-за этого вращения данные потоки становятся “видимыми” лишь периодически, то есть тогда, когда оказываются направлены более-менее в сторону наблюдателя (а точнее, телескопа). Тем не менее, из периодичности фиксации этого излучения можно вычислить период вращения пульсара вокруг собственной оси.

И если таковой не превышает четырех миллисекунд, то такой пульсар называют миллисекундным (представьте себе, эта огромная “юла” может совершать за секунду несколько сотен оборотов вокруг своей оси!).

Исследуя взаимоотношение этих космических “сироток” с объектами, находящимися рядом, астрофизики вскоре выяснили, что многие из них, как это и свойственно беспризорникам, имеют “криминальные наклонности”.

А именно — они воруют вещество у находящихся неподалеку звезд (это свойственно всем пульсарам, входящим в состав двойных и тройных звездных систем). Причем некоторые жертвы космических “бандитов” впоследствии становятся планетами с супертвердым составом.

Словом, находиться рядом с этими хулиганами для благовоспитанных звезд весьма опасно.

Пульсар-хулиган раздел звезду до алмаза

В то же время за пульсарами уже давно установилась слава самых точных часов во всей Вселенной. Дело в том, что определить возраст этих нейтронных звезд достаточно просто.

Известно, что со временем скорость вращения пульсаров замедляется, и, соответственно, растет периодичность, с которой наблюдается пульсирующее излучение.

Так что, проанализировав изменения периодичности приходящих вспышек данного излучения, можно довольно точно установить изменение скорости вращения, а с ней — и возраст самой нейтронной звезды.

Читайте также:  Почему плутон выбыл из состава планет - все о космосе

Так вот, после того, как астрофизики, вдохновленные этим открытием, начали увлеченно определять возраст миллисекундных пульсаров, у многих из них волосы на голове дыбом встали.

И было из-за чего — оказалось, что многие из них старше не только тех звезд, у которых они бессовестно крадут вещество, но и вообще всей Вселенной (а ей, как мы помним, 13,75 ± 0,11 млрд лет).

В общем, в астрофизическом сообществе снова запахло крупным скандалом.

Что же получается, что если во Вселенной есть объекты, которые старше ее самой, значит ее возраст определен неправильно? А если так, то приходится расстаться с Теорией Большого взрыва и объявить ее ошибочной — ведь возраст Вселенной рассчитывался, исходя из ее положений. И ситуацию здесь не спасет даже гипотеза Р. Пенроуза о том, что Больших взрывов могло быть несколько — пульсары вряд ли смогли бы просто “не заметить” их и пережить сжатие Вселенной.

Однако, может, дело в другом? А именно — может быть, возраст пульсаров был определен не совсем правильно? Именно это предположил немецкий астрофизик из Института Макса Планка по радиоастрономии Томас Таурис, который взялся разрешить эту проблему, получившую название “парадокс миллисекундных пульсаров”.

Собрав все доступные данные о их скорости вращения и изменения периодичности излучений, ученый построил компьютерную модель эволюции пульсаров.

И вот, анализируя результаты расчетов, Таурис обнаружил одну вещь, которую астрофизики до этого не учитывали.

Оказалось, что в тот момент когда процесс передачи вещества от звезды к пульсару прекращается, тот должен резко тормозить, теряя при этом половину энергии своего вращения.

Одновременно магнитосфера нейтронной звезды как бы разбухает и, подобно пропеллеру, разбрасывает во все стороны падающее на пульсар вещество. А это, в свою очередь, приводит к дальнейшему замедлению вращения пульсара.

Таким образом, в предыдущих расчетах возраста пульсаров ученые допускали ошибку, не учитывая эти два периодически повторяющихся замедления.

В итоге получалось, что пульсар замедлялся намного сильнее естественным образом, а это обстоятельство весьма завышало его возраст.

Кроме того, расчеты Тауриса подсказали ответ на вопрос, почему астрофизики до сих пор не нашли еще более юрких, или, как их называют, субмиллисекундных пульсаров. Из них следует, что нейтронные звезды за время своей жизни просто не успевают “набрать” подобную скорость вращения. Еще бы — если их все время тормозит их же собственное “воровство”…

Пульсар в Стрельце: молодой и шустрый

Сейчас несколько астрофизиков вызвались проверить справедливость и корректность выводов Тауриса. И если окажется, что немецкий ученый все сделал правильно, то за теорию Большого взрыва можно будет не беспокоиться. Возраст пульсаров, тем не менее, пересчитать все же придется. А заодно — лишить их почетного звания самых точных часов во Вселенной.

Все самое интересное читайте в рубрике “Наука и техника”

Источник: https://www.pravda.ru/science/planet/space/13-02-2012/1107426-tomas_tauris-0/

Все о космосе

До недавнего времени в звездной астрономии счита­лось, что масса звезд не может превосходить массу Солнца более чем в 100 раз. В противном случае звезда окажется неустойчивой и распадется.

Однако, Хойл и Фаулер предположили, что временами внутри ядер га­лактик, вследствие сгущения межзвездного газа, могут возникать «сверхзвезды» с массами, превосходящими сол­нечную в сотни тысяч и даже сотни миллионов раз.

Та­кие сверхзвезды (ибо подобный объект не является звездой в обычном смысле этого слова), как показывают расчеты, должны постепенно сжиматься, что ведет к вы­делению огромного количества энергии, по сравнению с которым вспышка обычной сверхновой все равно, что вспышка спички по сравнению со взрывом водородной бомбы.

Одна такая вспышка может породить вполне до­статочное количество быстрых частиц, чтобы целая га­лактика стала радиогалактикой При фотографировании на обычную фотопластинку многие радиогалактики выглядят как слабые звезды. Г. 1963 г. голландский астрофизик Шмидт, работающий г.

США, исследовал одну из таких звезд ЗС 48, расположенную в созвездии Треугольника. Он обнаружил, что она находится на расстоянии полутора миллиардов све­товых лет от Земли и удаляется с колоссальной скоро­стью, составляющей около одной шестой скорости света.

Вскоре еще один аналогичный объект — ЗС 273, кото­рый является своеобразным рекордсменом по количе­ству излучаемого света, заинтересовал советских астро­номов А. С. Шарова и 10. Н. Ефремова.

Они изучили ряд фотографий соответствующего участка звездного неба, выполненных в разное время, и обнаружили, что  таинственный объект то и дело менял свою яркость в те­чение коротких промежутков времени. Аналогичные наблюдения были сделаны и американскими астрономами.

Казалось бы, па огромном расстоянии, превосходящем миллиард световых лет, обнаружить отдельную звезду вообще невозможно. Можно наблюдать только большую совокупность звезд — звездную систему — галактику. Однако яркость целой галактики не может испытывать столь быстрых одновременных изменений.

Это позволило астрономам сделать заключение, что объект ЗС 273 является единым телом — сверхзвездой. Интересно от­метить, что поток электромагнитной энергии, излучае­мой этим объектом, в 100 раз превосходит общий поток энергии всей пашей Галактики. Он составляет около 10 в 47 степени эрг/сек.

Уже одно это говорит о том, что сверхзвезда не мо­жет быть скоплением звезд. Чтобы обеспечить такую мощность излучения, надо было бы сосредоточить в каж­дом кубическом парсеке 10? звезд. Между тем в среднем на одни кубический парсек приходится 1/10 звезды.

Что же касается полной энергии, выделяющейся в момент образования сверхзвезды, то она достигает 10й0 эрг. Чтобы выделить такую энергию с помощью ядерных реакций, пришлось бы переработать массу ве­щества, сравнимую с массой галактики средних раз­меров.

Интересно отметить, что, вообще говоря, открытие сверхзвезд не было абсолютной неожиданностью. Как мы видели, изучение радиогалактик с необходимостью приводило к выводу о том, что во Вселенной должны существовать какие-то источники энергии, намного пре­восходящие по своей мощности все, что нам было из­вестно.

В дальнейшем сверхзвезды получили название ква­зизвездных объектов (т. е. объекты, похожие на звезды, но все же не звезды), или квазаров. В настоящее время обнаружено свыше ста квазаров.

Более чем для пяти­десяти из них удалось получить оптические спектры, позволяющие достаточно уверенно определить смещение спектральных линий и тем самым измерить ту скорость, с которой загадочные объекты перемещаются в про­странстве. Скорости эти оказались чрезвычайно боль­шими (один из квазаров, например, движется со скоро­стью, достигающей 80% скорости света).

Как мы уже знаем, картина расширения нашей области Вселенной такова, что более далекие объекты удаляются с боль­шими скоростями. Это позволяет по величине красного смещения определять расстояние до далеких космиче­ских объектов.

Подобным методом удалось выяснить, что квазары находятся от пас на колоссальных расстояниях в не­сколько миллиардов световых лет.

Но это означает, что наблюдая квазары, мы наблюдаем объекты, которые от­носятся к той самой эпохе, к которой, согласно совре­менным представлениям, относится начальная стадия образования Метагалактик!?.

Уже одно это делает ква­зары необычайно интересными объектами научного ис­следования.

.Наблюдение за движением и распределением кваза­ров в пространстве может также дать известные указа­ния па то, какая модель Метагалактики ближе к реаль­ному положению вещей: «неограниченно расширяющая­ся» или «пульсирующая».

Правда, справедливость требует отметить, что суще­ствует I! другая точка зрения, согласно которой красное смещение в спектрах квазаров объясняется не космоло­гическими причинами (т. е. участием этих объектов в общем расширении Метагалактики), а какими-то дру­гими.

Так, например, некоторые исследователи считают, что квазары — это объекты, которые выбрасываются со скоростями, близкими к скорости света (релятивистски­ми скоростями), из многих центров взрывов, более или менее равномерно распределенных в пространстве.

Од­нако в подобном случае хотя бы некоторые квазары должны были бы к нам приближаться, в результате чего в их спектрах должно было бы наблюдаться не красное, а синее смещение. Однако до сих пор ни одного квазара с синим смещением не обнаружено.

Другие ученые в связи с этим высказывают мысль о том, что квазары были выброшены из ядра нашей собственной галактики и поэтому удаляются от нас в различных направлениях.

Однако трудно представить себе физическую природу таких взрывов, при которых возможно ускорение больших плотных тел до скоростей, сравнимых со скоростью света.

Поэтому большинство астрономов все же придержи­вается мнения, что квазары — далекие объекты.

В пользу такого предположения говорит и очень ин­тересное исследование, выполненное молодым бюракаиским астрономом М. Аракеляном. Ему впервые в резуль­тате изучения 60 ближайших квазаров удалось показать, что частоты распределения их красных смещений как раз таковы, какими они должны быть при условии, что эти красные смещения связаны с участием квазаров в расширении Метагалактики.

Недавно было сделано еще одно открытие, воспри­нятое многими астрономами как сенсация. Оно связано с наблюдениями квазара ЗС 297, который, если судить по красному смещению, расположен па расстоянии не­скольких миллиардов световых лет от Земли.

В 1965 г. этот квазар наблюдался как обособленное образование. Однако уже в 1966 г. астрономы обнару­жили, что вокруг него появилась светящаяся туман­ность, угловые размеры которой составляют около 2 се­кунд дуги.

Почему же ее не наблюдали раньше? На этот во­прос может быть два ответа: либо вещество туманности выброшено квазаром в самое последнее время, либо оно существовало и раньше, но находилось в тени, а теперь излучение квазара заставило ее светиться.

Как нетрудно сообразить, «цена» каждой секунды дуги, если перевести ее в линейные меры, растет с уве­личением расстояния. С другой стороны, процесс рас­ширения или освещения туманности не мог происходить со скоростью, превосходящей скорость света.

Отсюда путем несложных подсчетов получается, что квазар ЗС287 должен находиться от нас не дальше чем 100 000 световых лет (т. е. вблизи нашей Галактики или даже внутри нее).

Правда, справедливости ради следует от­метить, что имеется и другая, довольно фантастическая возможность: предположить, что в дальнем космосе воз­можны процессы, распространяющиеся со скоростью, большей скорости света.

А может быть, существует и какое-либо третье объ­яснение? Вероятно, мы узнаем об этом уже в недалеком будущем.

Колоссальный интерес для науки, — не только для астрономии, но и для физики, — представляет собой фи­зическая природа самих квазаров. Здесь возникают два основных вопроса: каковы источники сверхмощной энер­гии квазизвездных объектов и каким образом эта энер­гия трансформируется в энергию космических тучей и магнитного поля, взаимодействие которых и порождает радиоизлучение?

Согласно первоначальном идее Хойла и Фаулера сверхзвезды образуются в результате сгущения меж­звездного газа. По дело в том, что сжатие очень боль­ших газовых масс, происходящее под действием собст­венной гравитации, как показал советский академик Я. Б. Зельдович, может при определенных условиях происходить без задержки.

Читайте также:  Интересное приложение "космическая феерия света" - все о космосе

Повышение температуры и давления внутренней зоны такого сгустка оказывается недостаточным, чтобы воспрепятствовать дальнейшему сжатию. Происходит так называемый гравитационный коллапс — неудержимое сжатие всей массы газа.

Любо­пытно, что масса вещества, принимающего участие I! гравитационном коллапсе, должна составлять 107—108 солнечных масс.

Таким образом, источник колоссальной энергии ква­заров как будто бы ясен. Это — сжатие. Но какими путями энергия сжатия переходит в другие виды энергии? В этом и состоит одна из главных загадок сверхзвезд.

С другой стороны, если выделение энергии сверх­звезд осуществляется за счет коллапса, то, как показы­вают расчеты, излучение света сверхзвездами будет про­исходить лишь в течение очень короткого времени.

Вскоре силы тяготения сжавшегося  вещества  сделаются  настолько мощными, что перестанут выпускать световые лучи.

Между тем квазары, обнаруженные астрономами, излучают па наших глазах свет в течение длительного г, рем ей и.

В связи с этим высказывается предположение, что со временем коллапс может смениться антиколлапсом, т. е. катастрофическим расширением, и что именно эту ста­дию в жизни квазаров мы и наблюдаем.

Другие астрономы считают, что у квазаров имеют­ся особые источники энергии, о которых мы пока еще просто не можем судить из-за трудности наблю­дений и недостаточности имеющихся данных.

Но как бы там ни было, открытие квазаров — бес­спорно, одно из самых замечательных достижений аст­рономии начала второй половины двадцатого столетия, которое может привести к пересмотру многих привыч­ных представлений.

Во всяком случае, построить удов­летворительную теоретическую картину этого явления, оставаясь в рамках современных физических теорий, до сих пор не удается. Разумеется, это вовсе не означает, что встретившись с каким-либо непонятным явлением, следует немедленно отказаться от попыток объяснить его с точки зрения уже известных представлений.

Но, с другой стороны, нельзя забывать и о том, что всякая новая теория берет свое начало именно с таких фактов, которые не укладываются в рамки прежних представ­лений.

Поскольку выяснение физической природы квазаров наталкивается на существенные трудности, мы вправе уже сейчас задуматься над вопросом: а что, если та­кого объяснения в рамках современных представлений получить не удастся? Очевидно, это будет означать, что переход энергии сжатия в энергию электромагнитного излучения в квазарах совершается какими-то еще не известными нам путями либо наши представления о са­мо!! природе квазаров и источниках их собственной энергии не вполне соответствуют действительности. Только дальнейшие астрономические исследования мо­гут разрешить эту проблему.

Во всяком случае, не исключена возможность того, что, обнаружение квазаров относится к числу такого рода фактов, которыми открываются новые страницы исто­рии  науки.

Источник: http://www.allkosmos.ru/zagadka-sverxzvezd/

Открытие пульсаров изменило наш взгляд на Вселенную

Радиотелескоп CSIRO обнаружил примерно половину всех известных пульсаров

Пульсар – крошечная вращающаяся звезда. Это масштабный шар нейтронов, оставшийся после стандартной звездной смерти в огненном взрыве. При диаметре в 30 км звезда совершает до сотни оборотов в секунду, высвобождая пучок радиоволн (а иногда и рентгеновские лучи). Когда луч движется в нашу сторону, мы фиксируем импульс.

В 2017 году отмечали 50-летие с момента обнаружения пульсаров. За это время выявили больше 2600 объектов (в основном на территории нашей галактики) и использовали для охоты на низкочастотные гравитационные волны, чтобы объяснить структуру галактики и протестировать общую теорию относительности.

Обнаружение

В 1967 году, пока люди наслаждались летом любви, молодая студентка в Кембриджском университете помогала строить телескоп. Он был связан с дипольным массивом и покрывал менее 2 гектаров.

В июле Джоселин Белл помогла закончить постройку и стала ответственной за запуск телескопа и анализ собранных данных. Сведения прибывали в виде записей на бумажных карточках по 30 м каждый день. Белл могла рассматривать только на глаз и не использовала никакой техники.

Что такое пульсар?

Она заметила всего лишь небольшой «сдвиг», но он изменил историю. 28 ноября 1967 года Белл вместе с Энтони Хьюишем запечатлели странный сигнал. Студентка поняла, что один из сдвигов представляет собою последовательность импульсов, разделенных на 1/3 секунды. Но Белл потратила еще 2 месяца, чтобы объяснить с чем они столкнулись.

Белл также нашла еще 3 источника импульсов, которые могли служить объяснением, вроде внеземных цивилизаций и т.д. В 1974 году Белл и Хьюиш получили Нобелевскую премию по физике.

Джоселин Белл, открывавшая первый пульсар

Загадка пульсара

Впервые телескопически удалось найти пульсар в 1968 году при помощи радиотелескопа CSIRO (Австралия). К нему сразу подключился телескоп Паркса и через 50 лет он зафиксировал больше половины из списка.

Если говорить о новом оборудовании, то внимания заслуживает китайский 500-метровый Сферический телескоп с диафрагмой (FAST). Недавно он нашел несколько новых пульсаров.

Зачем их искать?

Ученые хотят понять, что собою представляют эти объекты, их функционирование и как вписываются в общее звездное население. Наиболее удивительные – сверхбыстрые пульсары, супер-медленные и крайне массивные. С их помощью можно лучше разобраться в структуре вещества в условиях сверхплотных плоскостей.

Пульсары часто находят в двоичных системах, где о природе первого объекта рассказывает соседняя звезда.

Джоселин Белл описывает, как нашла пульсары

Пульсары также используются как часы. К примеру, синхронизация пульсара помогает найти фоновый шум низкочастотных гравитационных волн. К тому же с их помощью изучают изменение галактической структуры и тестируют общую теорию относительности.

Мечта любого ученого – найти пульсар на орбите вокруг черной дыры, потому что это наиболее экстремальные условия, чтобы проверить теорию Эйнштейна. В будущем пульсары можно будет рассматривать как навигационную систему для путешествий в глубокое пространство. В 2016 году от Китая стартовал спутник XPNAV-1, ориентирующийся на периодические рентгеновские сигналы от нескольких пульсаров.

Источник: http://v-kosmose.com/otkryitie-pulsarov-izmenilo-nash-vzglyad-na-vselennuyu/

Загадка таинственных радиоимпульсов из глубин космоса

Начиная с 2007 г., астрономы зафиксировали около 20 таинственных радиоимпульсов, источники которых находились далеко за пределами нашей Галактики.

Во Вселенной нет недостатка в странных и до конца не понятых явлениях — от черных дыр до диковинных планет. Ученым есть над чем поломать голову.

Но одна загадка в последнее время особенно занимает астрономов — таинственные всплески радиоизлучения в космосе, известные как быстрые радиоимпульсы.

Они длятся лишь несколько миллисекунд, но при этом выделяется примерно в миллион раз больше энергии, чем производится за такой же промежуток времени Солнцем.

С момента обнаружения первого такого импульса в 2007 г. астрономам удалось зарегистрировать менее 20 подобных случаев — все их источники находились за пределами нашей Галактики и были равномерно распределены по небосводу.

Однако телескопы, как правило, в каждый конкретный момент времени наблюдают за небольшими участками неба.

Если экстраполировать полученные данные на весь небосвод, то, как предполагают астрономы, количество подобных радиоимпульсов может достигать 10 тысяч в день.

И никто не знает причину этого явления.

У астрономов, разумеется, предостаточно возможных объяснений, некоторые из которых звучат весьма экзотично: столкновения нейтронных звезд, взрывы черных дыр, обрывы космических струн и даже результаты деятельности внеземного разума.

«Сейчас теорий, пытающихся объяснить природу быстрых радиоимпульсов, существует больше, чем зарегистрировано собственно импульсов, — говорит Данкан Лоример, сотрудник американского Университета Западной Виргинии и руководитель научной группы, которая обнаружила самый первый быстрый радиоимпульс (его еще называют импульсом Лоримера). — Это благодатная почва для теоретиков».

Но даже если объяснение природы быстрых радиоимпульсов окажется гораздо более банальным, все равно они могут принести науке большую пользу.

Эти радиосигналы подобны лазерным лучам, прошивающим Вселенную и встречающим на своем пути магнитные поля, плазму и другие космические явления.

Иными словами, они захватывают по дороге информацию о межгалактическом пространстве и могут представлять собой уникальный инструмент исследования Вселенной.

«Они, без сомнения, революционизируют наше понимание Вселенной, поскольку с их помощью можно производить очень точные измерения», — говорит Пэнь Уэ-Ли, астрофизик из Торонтского университета.

Но прежде чем это произойдет, ученым нужно добиться лучшего понимания природы быстрых радиоимпульсов.

За последние несколько месяцев астрономам удалось достигнуть в этой области многообещающего прогресса.

Первым, что поразило Лоримера в обнаруженном им импульсе, была его интенсивность.

Лоример с коллегами просматривали архивные массивы данных, собранные при помощи радиотелескопа Паркс в Австралии. Они искали радиоимпульсы — например, те, что испускают быстро вращающиеся нейтронные звезды, так называемые пульсары.

Эти звезды, каждая диаметром с крупный город, обладают плотностью атомного ядра и могут вращаться со скоростью свыше 1000 оборотов в секунду.

При этом они испускают узконаправленные потоки радиоизлучения, в связи с чем их еще называют космическими маяками.

Радиосигналы, излучаемые пульсарами, для наблюдателя с Земли выглядят как пульсации.

Но сигнал, обнаруженный командой Лоримера, был очень странным.

«Его интенсивность была настолько велика, что подавила работу электронных компонентов телескопа, — вспоминает Лоример. — Для источника радиоизлучения это крайне необычно».

Импульс продолжался около 5 миллисекунд, после чего его интенсивность упала.

«Я помню, как в первый раз увидел диаграмму импульса, — говорит член команды Лоримера Мэтью Бэйлз, астроном австралийского Технологического университета Суинберна. — Я был настолько взволнован в ту ночь, что не мог заснуть».

В течение примерно пяти лет после открытия импульса Лоримера он оставался необъяснимой аномалией.

Некоторые ученые полагали, что речь идет просто об инструментальной помехе. А в исследовании, опубликованном в 2015 г., говорится, что сходные по параметрам импульсы регистрируются во время работы микроволновок, установленных в хозяйственной части обсерватории Паркс.

Однако начиная с 2012 г. астрономы, работавшие на других телескопах, засекли еще несколько подобных радиоимпульсов, таким образом подтвердив, что сигналы на самом деле приходят из космоса.

И не просто из космоса — их источники находятся за пределами нашей Галактики, возможно, в миллиардах световых лет от Земли. Это предположение было высказано на основании измерений явления, известного как эффект дисперсии.

За время своего путешествия по Вселенной радиоволны вступают во взаимодействие с электронами плазмы, встречающейся им на пути. Такое взаимодействие вызывает замедление в распространении волн, зависящее от частоты радиосигнала.

Радиоволны более высокой частоты прибывают к наблюдателю чуть быстрее, чем радиоволны низкой частоты.

Замеряя разницу в этих значениях, астрономы могут вычислить, через какое количество плазмы пришлось пройти сигналу на пути к наблюдателю, что дает им приблизительное представление об удаленности источника радиоимпульса.

Радиоволны, приходящие к нам из других галактик, — не новость. Просто до открытия быстрых радиоимпульсов ученые не наблюдали сигналы такой высокой интенсивности.

Так, квазары — активные ядра галактик, внутри которых, как полагают ученые, находятся массивные черные звезды, — излучают огромное количество энергии, в том числе в радиодиапазоне.

Но квазары, расположенные в других галактиках, находятся настолько далеко от нас, что принимаемые от них радиосигналы чрезвычайно слабы.

Читайте также:  Карликовая планета плутон и газовый гигант нептун - все о космосе

Их легко мог бы заглушить даже радиосигнал от мобильного телефона, помещенного на поверхность Луны, отмечает Бэйлз.

Другое дело быстрые радиоимпульсы. «Существование сигнала, интенсивность которого в миллион раз превышает что-либо обнаруженное ранее, будоражит воображение», — говорит Бэйлз.

Особенно учитывая тот факт, что быстрые радиоимпульсы могут свидетельствовать о новых, неизученных физических феноменах.

Одно из наиболее неоднозначных объяснений их происхождения имеет отношение к так называемым космическим струнам — гипотетическим одномерным складкам пространства-времени, которые могут тянуться по меньшей мере на десятки парсеков.

Некоторые из этих струн могут обладать сверхпроводящими свойствами, и по ним может течь электрический ток.

Согласно гипотезе, предложенной в 2014 году, космические струны иногда обрываются, что приводит к выбросу электромагнитного излучения.

Или же, говорит Пэнь, объяснением этих вспышек могут быть взрывы черных дыр.

Гравитационное поле черной дыры настолько массивно, что даже свет, попав в нее, не способен вырваться обратно.

Однако в 1970-х гг. известный британский физик-теоретик Стивен Хокинг предположил, что энергия может испаряться с поверхности стареющих черных дыр.

Если предположить, что на раннем этапе развития Вселенной в ней формировались черные дыры небольших размеров, то сейчас они, возможно, как раз испаряются и в конечном счете взрываются, что приводит к мгновенному выбросу радиоизлучения.

В феврале 2016 г. астрономы объявили о том, что им, возможно, удалось сделать прорыв в исследованиях.

Коллектив ученых под руководством Эвана Киэна, работающий в штаб-квартире радиоинтерферометра «Квадратная километровая решетка» (Square Kilometre Array) в британском Астрофизическом центре Джодрелл Бэнк, проанализировала параметры одного быстрого радиоимпульса, зарегистрированного в апреле 2015 г.

Согласно выводам астрономов, источник радиоимпульса находился в галактике, расположенной в 6 млрд световых лет от нас и состоящей из старых звезд.

Впервые исследователям удалось определить расположение источника радиоизлучения с точностью до галактики, что было воспринято в научном сообществе как чрезвычайно важное открытие.

«Установление галактики, в которой находится источник быстрого радиоимпульса, — это решающий элемент головоломки, — говорит Бэйлз, который работал и в команде Киэна. — Если удается определиться с галактикой, мы способны узнать, насколько далеко от нас расположен источник».

После этого можно точно замерить объем энергии импульса и начать отбрасывать самые неправдоподобные теории относительно его происхождения.

В данном случае параметры наблюдаемого радиоимпульса свидетельствовали о вероятности по крайней мере одного сценария: столкновения парных нейтронных звезд, вращавшихся друг вокруг друга.

Казалось, что загадка природы быстрых радиоимпульсов почти раскрыта. «Меня очень взволновали результаты этого исследования», — говорит Лоример.

Но всего через несколько недель ученые Эдо Бергер и Питер Уильямс из Гарвардского университета поставили эту теорию под сомнение.

Выводы команды Киэна основывались на наблюдении явления, которое ученые интерпретировали как затухание радиосигнала по окончании быстрого радиоимпульса.

Источник затухающего сигнала достоверно находился в галактике, расположенной в 6 млрд световых лет от Земли, и исследователи полагали, что быстрый радиоимпульс пришел оттуда же.

Однако, по мнению Бергера и Уильямса, то, что Киэн принял за остаточный — затухающий — радиосигнал, к быстрому радиоимпульсу никакого отношения не имело.

Они тщательно проанализировали характеристики остаточного сигнала, направив на удаленную галактику американский радиотелескоп «Сверхбольшая антенная решетка» (Very Large Array).

Обнаружилось, что речь идет об отдельном явлении, вызванном колебанием яркости самой галактики за счет того, что в ее центре находится сверхмассивная черная дыра, поглощающая космические газы и пыль.

Иными словами, мерцающая галактика не являлась местом, из которого был выпущен быстрый радиоимпульс. Просто в поле зрения телескопа она оказалась случайно — или за истинным источником, или перед ним.

А если радиоимпульс не был послан из этой галактики, то, возможно, и причиной его стало не столкновение двух нейтронных звезд.

У нейтронного сценария есть еще одно слабое место. «Частота излучения быстрых радиоимпульсов гораздо выше, чем частота излучения, ожидаемая при столкновении нейтронных звезд», — говорит Максим Лютиков из американского Университета Пердью.

Кроме того, столкновения нейтронных звезд происходят на несколько порядков реже вероятной частотности быстрых радиоимпульсов, так что все зарегистрированные случаи объяснить только этим явлением нельзя.

А вскоре новые научные данные снизили еще больше вероятность такого объяснения.

В марте 2016 г. группа астрономов сообщила об ошеломительном открытии. Они изучали радиоимпульс, зарегистрированный в 2014 г. обсерваторией Аресибо в Пуэрто-Рико. Выяснилось, что речь идет не о единичном явлении — импульс повторялся 11 раз на протяжении 16 дней.

«Это стало самым крупным открытием с момента регистрации первого быстрого радиоимпульса, — говорит Пэнь. — Оно ставит крест на огромном числе предложенных до сих пор гипотез».

Все регистрировавшиеся прежде быстрые радиоимпульсы были единичными — повторения сигналов из того же сектора неба не фиксировалось.

Поэтому ученые предполагали, что они могут являться следствием космических катаклизмов, в каждом отдельном случае происходящих лишь однажды — например, взрывов черных дыр или столкновений нейтронных звезд.

Но такая теория не объясняет возможности (в некоторых случаях) повторения радиоимпульсов в быстрой последовательности. Что бы ни было причиной таких серий импульсов, условия для их возникновения должны сохраняться в течение определенного времени.

Это обстоятельство значительно сужает список возможных гипотез.

Одна из них, исследованием которой занимается Лютиков, гласит, что источниками быстрых радиоимпульсов могут быть молодые пульсары — нейтронные звезды, вращающиеся со скоростью до одного оборота в миллисекунду.

Со временем вращение пульсаров замедляется, а часть энергии вращения может выбрасываться в космос в виде радиоизлучения.

Не вполне ясно, каким именно образом пульсары могут испускать быстрые радиоимпульсы, но известно, что они способны излучать короткие импульсы радиоволн.

Так, пульсару, расположенному в Крабовидной туманности, предположительно около 1000 лет. Он относительно молод и является одним из самых мощных известных нам пульсаров.

Чем моложе пульсар, тем быстрее он вращается и большей энергией обладает. Лютиков называет такие объекты «пульсарами на стероидах».

И хотя пульсар в Крабовидной туманности сейчас не обладает достаточной энергией для того, чтобы излучать быстрые радиоимпульсы, не исключено, что сразу после возникновения он мог это делать.

Еще одна гипотеза гласит, что источник энергии для быстрых радиоимпульсов — не вращение нейтронной звезды, а ее магнитное поле, которое может быть в тысячу триллионов раз сильнее земного.

Нейтронные звезды, обладающие исключительно сильным магнитным полем, так называемые магнетары, могут излучать быстрые радиоимпульсы за счет процесса, сходного с тем, в результате которого возникают вспышки на Солнце.

По мере вращения магнетара магнитные поля в его короне — тонком внешнем слое атмосферы — меняют конфигурацию и теряют стабильность.

В какой-то момент линии этих полей ведут себя как при щелчке кнутом. Высвобождается поток энергии, ускоряющий заряженные частицы, которые и излучают радиоимпульсы.

«Магнетаров во Вселенной достаточно много, — говорит Бэйлз. — Они отличаются нестабильностью, что, возможно, и объясняет возникновение быстрых радиоимпульсов».

Гипотезы, связанные с нейтронными звездами, более консервативны и основаны на относительно хорошо изученных явлениях, поэтому представляются более вероятными.

«Все гипотезы возникновения быстрых радиоимпульсов, которые я считаю сколько-нибудь серьезными и которые всерьез обсуждаю с коллегами, имеют отношение к нейтронным звездам», — говорит Бэйлз.

Впрочем, он признает, что такой подход может быть несколько однобоким. Многие астрономы, изучающие быстрые радиоимпульсы, изучают также и нейтронные звезды, так что их склонность рассматривать первые сквозь призму вторых понятна.

Имеются и более нетрадиционные объяснения. Например, ряд исследователей высказывает предположение, что быстрые радиоимпульсы возникают в результате столкновений пульсаров с астероидами.

Не исключено, что верными являются сразу несколько гипотез, и каждая из них объясняет какой-то определенный случай возникновения быстрых радиоимпульсов.

Возможно, одни импульсы повторяются, а другие нет, что не до конца исключает гипотезы столкновений нейтронных звезд и других катаклизмов космического масштаба.

«Может оказаться, что ответ очень прост, — говорит Лютиков. — Но может статься и так, что мы имеем дело с неизученными аспектами физики, с новыми астрофизическими явлениями».

Вне зависимости от того, чем в действительности окажутся быстрые радиоимпульсы, они могут принести большую пользу космической науке.

Например, их можно было бы использовать для измерения объема вещества во Вселенной.

Как уже было сказано, радиоволны встречают на своем пути межгалактическую плазму, которая замедляет их скорость в зависимости от частоты волны.

Кроме возможности замерить расстояние до источника сигнала, разница в скорости волн также дает представление о том, сколько электронов находится между нашей галактикой и источником излучения.

«В радиоволнах закодирована информация об электронах, из которых состоит Вселенная», — говорит Бэйлз.

Это дает ученым возможность приблизительно оценить количество обычной материи в космосе, что в дальнейшем поможет им при расчете моделей возникновения Вселенной.

Уникальность быстрых радиоимпульсов заключается в том, что они являются своего рода космическими лазерными лучами, говорит Пэнь.

Они прошивают космическое пространство в определенном направлении и обладают достаточно высокой интенсивностью, чтобы обеспечить превосходную точность измерений.

«Это самый точный из доступных нам измерительных инструментов при изучении далеких объектов в пределах прямой видимости», — объясняет он.

Так, по его словам, быстрые радиоимпульсы могут рассказать о структуре плазмы и магнитных полей вблизи источника излучения.

При прохождении плазмы радиоимпульсы могут мерцать — точно так же, как мерцают звезды, если наблюдать их сквозь земную атмосферу.

Измерение характеристик этого мерцания позволит астрономам измерять размеры областей плазмы с точностью до нескольких сотен километров. Благодаря высокому научному потенциалу, и не в последнюю очередь из-за необъяснимости явления, в последние несколько лет интерес ученых к быстрым радиоимпульсам существенно вырос.

«Раньше этой тематикой ученые в основном занимались в свободное от основных исследований время», — отмечает Лоример.

Теперь же астрономы усиленно ищут быстрые радиоимпульсы в еще неисследованных областях небосклона и продолжают наблюдения за секторами неба, где уже были зафиксированы эти явления — в надежде их зарегистрировать.При этом задействуются мощности телескопов по всему миру, поскольку при наблюдении одного импульса из нескольких обсерваторий вероятность более точного вычисления координат источника существенно повышается.

Так, уже в ближайшие несколько лет радиотелескопы, подобные канадскому CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, или Канадский водородный интенсивный картографический эксперимент), смогут наблюдать за обширными участками неба и регистрировать сотни быстрых радиоимпульсов.

Чем больше будет собрано данных, тем более понятным станет феномен быстрых радиоимпульсов. Возможно, когда-нибудь их тайна будет раскрыта.

Источник: http://parallelnyj-mir.com/8318-zagadka-tainstvennyh-radioimpulsov-iz-glubin-kosmosa.html

Ссылка на основную публикацию