|
У пульсаров могут быть крошечные горы
|
|
|
|
Представьте себе звезду настолько плотную, что чайная ложка ее вещества весила бы столько же, сколько гора Эверест, которая совершает сотни оборотов в секунду, распространяя радиоволны по всей Вселенной. Это пульсары, коллапсировавшие ядра массивных звезд. Некоторые пульсары нарушают законы физики в том виде, в каком мы их понимаем, и ответ может заключаться в чем-то столь же простом, как крошечные горы на их поверхности.
|
|
|
|
Ученым давно известно, что пульсары в конечном итоге "умирают", когда их вращение становится слишком сильным, чтобы генерировать мощные электрические поля, необходимые для генерации радиоволн. Эта граница, называемая "линией смерти", отмечает, где пульсар должен замолчать навсегда и, в общем, перестать пульсировать! Тем не менее, группа исследователей обнаружила пульсары, которые очень живы, несмотря на то, что находятся значительно ниже этого теоретического предела.
|
|
|
|
Двумя особенно загадочными примерами являются PSR J0250+5854 и PSR J2144-3933. Согласно современным моделям, эти пульсары должны работать в режиме радиомолчания, однако они продолжают излучать сигналы через космическое пространство. До сих пор ученые не могли объяснить, как эти "мертвые" пульсары все еще пульсируют.
|
|
|
|
Новое исследование, проведенное Пекинским университетом, предполагает, что ответ может быть на удивление простым: крошечные горы на поверхности пульсара. Это не те горы, какими мы их знаем на Земле; вероятно, они не более сантиметра в высоту, примерно с ноготь вашего пальца. Но на нейтронной звезде, где гравитация в 100 миллиардов раз сильнее земной, даже такие незначительные особенности могут иметь драматические последствия.
|
|
|
|
|
|
|
Исследователи под руководством Цзы-Хао Сюя из Пекинского университета разработали сложные компьютерные модели, чтобы понять, как эти миниатюрные горы могут влиять на мощные электрические поля вокруг пульсаров. Они обнаружили, что крутые склоны этих крошечных пиков значительно усиливают локальное электрическое поле, что значительно облегчает пульсару ускорение частиц и генерирование каскадов электронов и позитронов, которые создают радиоволны. Их исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
Представьте, что вы фокусируете солнечный свет с помощью увеличительного стекла; изогнутая поверхность горы концентрирует электрическое поле в гораздо более мощный луч. Такое усиление может снизить энергетический порог, необходимый для запуска радиоизлучения, наполовину или более, эффективно возвращая к жизни "мертвые" пульсары. Они также дают ключ к пониманию того, из чего на самом деле состоят нейтронные звезды, что является одной из самых больших неразгаданных загадок физики. Чтобы на поверхности нейтронной звезды могли сохраниться горы, материал должен быть невероятно прочным. Интенсивная бомбардировка частицами высокой энергии быстро разрушила бы любую обычную материю.
|
|
|
|
Исследователи предполагают, что нейтронные звезды могут состоять из "странной материи", экзотической формы вещества, связанной между собой сильным ядерным взаимодействием, а не электромагнитными силами. Этот материал был бы достаточно прочным, чтобы сохранить свойства поверхности в экстремальных условиях нейтронной звезды, а энергия связи в миллионы раз превышала бы энергию обычного вещества.
|
|
|
|
Это исследование открывает новые захватывающие возможности для понимания нейтронных звезд и проверки фундаментальной физики. Если на поверхности пульсаров часто встречаются горы, астрономы должны быть в состоянии обнаружить их влияние путем тщательных наблюдений за временем и интенсивностью импульсов. Например, будущий китайский телескоп FAST, возможно, сможет обнаружить характерные признаки этих крошечных пиков.
|
|
|
|
Работа также предполагает, что "сбои" в работе нейтронных звезд, внезапные изменения скорости вращения, могут быть связаны с образованием или разрушением горных массивов на поверхности во время звездотрясений. Это может дать новый способ изучения внутренней структуры этих экзотических объектов.
|
|
|
|
Источник
|
