Ewolucja Wszechświata Wykład 10 Gwiazdy neutronowe. Krystyna Wosińska, WF PW

Podobne dokumenty
Ewolucja Wszechświata Wykład 10 Gwiazdy neutronowe. Krystyna Wosińska, WF PW

Gwiazdy neutronowe. Michał Bejger,

Synteza jądrowa (fuzja) FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Od Wielkiego Wybuchu do Gór Izerskich. Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny UWr Zakład Fizyki Słońca CBK PAN

Ewolucja w układach podwójnych

Tworzenie protonów neutronów oraz jąder atomowych

Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 11 Pochodzenie pierwiastków

Teoria Wielkiego Wybuchu FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Następnie powstały trwały izotop - azot-14 - reaguje z trzecim protonem, przekształcając się w nietrwały tlen-15:

Oddziaływanie podstawowe rodzaj oddziaływania występującego w przyrodzie i nie dającego sprowadzić się do innych oddziaływań.

Promieniowanie jonizujące

Liceum dla Dorosłych semestr 1 FIZYKA MAŁGORZATA OLĘDZKA

Magnetar to młoda, szybko wirująca gwiazda neutronowa o ogromnym polu magnetycznym, powstała z wybuchu supernowej. Na skutek ogromnych naprężeń

Wykres Herzsprunga-Russela (H-R) Reakcje termojądrowe - B.Kamys 1

Sens życia według gwiazd. dr Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny Uniwersytet Wrocławski

Grawitacja - powtórka

I etap ewolucji :od ciągu głównego do olbrzyma

Najbardziej zwarte obiekty we Wszechświecie

Wykłady z Geochemii Ogólnej

Czarne dziury. Grażyna Karmeluk

Budowa i ewolucja gwiazd I. Skale czasowe Równania budowy wewnętrznej Modele Diagram H-R Ewolucja gwiazd

Analiza spektralna widma gwiezdnego

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Podstawy fizyki subatomowej. 3 kwietnia 2019 r.

Ekspansja Wszechświata

oraz Początek i kres

Materia i jej powstanie Wykłady z chemii Jan Drzymała

FIZYKA IV etap edukacyjny zakres podstawowy

Oddziaływania fundamentalne

Wykład 5 Widmo rotacyjne dwuatomowego rotatora sztywnego

To ciała niebieskie o średnicach większych niż 1000 km, obiegające gwiazdę i nie mające własnych źródeł energii promienistej, widoczne dzięki

Podróż do początków Wszechświata: czyli czym zajmujemy się w laboratorium CERN

Budowa i ewolucja gwiazd I. Skale czasowe Równania budowy wewnętrznej Modele Diagram H-R Ewolucja gwiazd

Oddziaływanie cząstek z materią

Cząstki elementarne. Składnikami materii są leptony, mezony i bariony. Leptony są niepodzielne. Mezony i bariony składają się z kwarków.

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

FIZYKA KLASA I LO LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO wymagania edukacyjne

Astrofizyka teoretyczna II. Równanie stanu materii gęstej

Czarna dziura obszar czasoprzestrzeni, którego, z uwagi na wpływ grawitacji, nic, łącznie ze światłem, nie może opuścić.

Życie rodzi się gdy gwiazdy umierają

Metody badania kosmosu

fizyka w zakresie podstawowym

Budowa i ewolucja gwiazd II

Diagram Hertzsprunga Russela. Barwa gwiazdy a jasność bezwzględna

Budowa i ewolucja gwiazd II

Porównanie statystyk. ~1/(e x -1) ~e -x ~1/(e x +1) x=( - )/kt. - potencjał chemiczny

PROJEKT KOSMOLOGIA PROJEKT KOSMOLOGIA. Aleksander Gendarz Mateusz Łukasik Paweł Stolorz

Cząstki elementarne z głębin kosmosu

Spis treści. Przedmowa PRZESTRZEŃ I CZAS W FIZYCE NEWTONOWSKIEJ ORAZ SZCZEGÓLNEJ TEORII. 1 Grawitacja 3. 2 Geometria jako fizyka 14

Model uogólniony jądra atomowego

Wykład Budowa atomu 1

Zderzenia relatywistyczne

Budowa i ewolucja gwiazd II

Metody rezonansowe. Magnetyczny rezonans jądrowy Magnetometr protonowy

Teoria ewolucji gwiazd (najpiękniejsza z teorii) dr Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego

Budowa Galaktyki. Materia rozproszona Rozkład przestrzenny materii Krzywa rotacji i ramiona spiralne

fizyka w zakresie podstawowym

Podstawy Fizyki Jądrowej

Wykład Budowa atomu 3

Galaktyki aktywne II. Przesłanki istnienia,,centralnego silnika'' Dyski akrecyjne Czarne dziury

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski

GRAWITACJA I ELEMENTY ASTRONOMII

Ekosfery. Gimnazjum Klasy I III Doświadczenie konkursowe nr 5

ETAP II. Astronomia to nauka. pochodzeniem i ewolucją. planet i gwiazd. na wydarzenia na Ziemi.

Atomowa budowa materii

Autorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski

Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków).

cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

Promieniowanie jonizujące

Astronomia. Znając przyspieszenie grawitacyjne planety (ciała), obliczyć możemy ciężar ciała drugiego.

Lista zadań nr 5 Ruch po okręgu (1h)

41P6 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - V POZIOM PODSTAWOWY

Fizyka jądrowa z Kosmosu wyniki z kosmicznego teleskopu γ

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII

Promieniowanie jonizujące

2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

WYMAGANIA EDUKACYJNE NIEZBĘDNE DO UZYSKANIA POSZCZEGÓLNYCH OCEN ŚRÓROCZNYCH I ROCZNYCH FIZYKA - ZAKRES PODSTAWOWY KLASA I

Cząstki elementarne wprowadzenie. Krzysztof Turzyński Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski

1.6. Ruch po okręgu. ω =

W poszukiwaniu nowej Ziemi. Andrzej Udalski Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego

Nadprzewodniki. W takich materiałach kiedy nastąpi przepływ prądu może on płynąć nawet bez przyłożonego napięcia przez długi czas! )Ba 2. Tl 0.2.

Różne dziwne przewodniki

Tak określił mechanikę kwantową laureat nagrody Nobla Ryszard Feynman ( ) mechanika kwantowa opisuje naturę w sposób prawdziwy, jako absurd.

BUDOWA I EWOLUCJA GWIAZD. Jadwiga Daszyńska-Daszkiewicz

Po co wymyślono ciemną materię i ciemną energię. Artykuł pobrano ze strony eioba.pl

2008/2009. Seweryn Kowalski IVp IF pok.424

Galaktyka. Rysunek: Pas Drogi Mlecznej

Bryła sztywna. zbiór punktów materialnych utrzymujących stałą odległość między sobą. Deformująca się piłka nie jest bryłą sztywną!

Neutrina i ich oscylacje. Neutrina we Wszechświecie Oscylacje neutrin Masy neutrin

Spełnienie wymagań poziomu oznacza, że uczeń ponadto:

Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5

Po 1 mld lat (temperatura Wszechświata ok. 10 K) powstają pierwsze gwiazdy.

Czarne dziury. Rąba Andrzej Kl. IVTr I

Jak działają detektory. Julia Hoffman

Plan Zajęć. Ćwiczenia rachunkowe

doświadczenie Rutheforda Jądro atomowe składa się z nuklonów: neutronów (obojętnych elektrycznie) i protonów (posiadających ładunek dodatni +e)

Wymagania edukacyjne z fizyki zakres podstawowy. Grawitacja

Wszechświat: spis inwentarza. Typy obiektów Rozmieszczenie w przestrzeni Symetrie

Co to jest promieniowanie grawitacyjne? Szymon Charzyński KMMF UW

CHEMIA LEKCJA 1. Budowa atomu, Izotopy Promieniotwórczość naturalna i sztuczna. Model atomu Bohra

Transkrypt:

Ewolucja Wszechświata Wykład 10 Gwiazdy neutronowe

Gwiazdy neutronowe Gwiazda w końcowym etapie swojej ewolucji, zbudowana ze zdegenerowanych neutronów. Obiekt o rozmiarach rzędu 10-20 km, masie zbliżonej do masy Słońca. Analogia do stanu podstawowego atomu. Neutrony zajmują najniższe poziomy energetyczne i one określają rozmiary gwiazdy, podobnie jak elektrony zajmujące najniższe stany energetyczne w atomie określają jego wielkość. Istnienie gwiazd neutronowych zostało przewidziane teoretycznie w 1938 r. (L. Landau), a pierwszych obserwacji dokonano w 1967 r. (odkrycie pulsara przez J. Bell i A. Hewisha).

Gwiazdy neutronowe Liczba znanych pulsarów przekracza 1000. Liczba pulsarów w naszej Galaktyce rzędu 10 8 Energia grawitacyjna nukleonu na powierzchni gwiazdy neutronowej ~100 MeV Energia wiązania na nukleon w jądrze atomowym ~8 MeV Gwiazda neutronowa związana jest siłami grawitacji.

Rozmiary gwiazdy neutronowej

Gwiazdy neutronowe Gwiazda neutronowa rodzi się jako obiekt bardzo gorący, o temperaturze wnętrza T ~ 10 11 K Szybko stygnie już po roku temperatura spada do T ~ 10 9 K Gęstość materii we wnętrzu gwiazdy neutronowej rośnie od kilku g/cm 3 na powierzchni do ~ 10 15 g/cm 3 w jej centrum. Ogromna siła grawitacji powoduje, że już na głębokości kilku metrów gęstość materii przekracza 10 6 g/cm -3. Gwiazdy neutronowe powstają w wyniku zapadania grawitacyjnego centralnych rdzeni masywnych gwiazd (M > 8 mas Słońca), poprzedzającego wybuch supernowej.

Gwiazdy neutronowe W czasie kurczenia jądra zostaje zachowany moment pędu. Wielokrotne zmniejszenie promienia powoduje znaczny wzrost prędkości rotacji. Ilustracja zachowania momentu pędu Kliknij na obrazek

Gwiazdy neutronowe Gwiazdy neutronowe mają bardzo silne, dipolowe pola magnetyczne. Bieguny magnetyczne nie muszą znajdować się na osi rotacji. Niektóre gwiazdy neutronowe obserwujemy jako pulsary. Pulsary wysyłają krótkie błyski o częstościach radiowych, powtarzające się z zegarową dokładnością z okresem od milisekund do sekund. Fale radiowe generowane są przez relatywistyczne elektrony, krążące wokół linii sił pola magnetycznego. Kierunek emisji promieniowania ograniczony jest do wąskiego stożka w przestrzeni, który szybko rotuje wraz z gwiazdą.

Gwiazdy neutronowe Jądra znajdujące się w najbardziej zewnętrznej warstwie gwiazdy nie ulegają rozpadowi, lecz tworzą rodzaj skorupy krystalicznej materii jądrowej, utrzymującej materię gwiazdy w równowadze.

Struktura gwiazdy neutronowej Powierzchnia Bardzo cienka atmosfera (kilka centymetrów grubości). Zjonizowany gaz jest skompresowany do wielkiej gęstości 10 3 g/cm 3 Atmosfera może występować w stanie ciekłym lub stałym. Temperatura powierzchni wynosi około 10 7 K.

Struktura gwiazdy neutronowej Zewnętrzna skorupa Zewnętrzna warstwa skorupy - sieć krystaliczna jąder 56 Fe Powierzchnia jest twarda i gładka najwyższe góry nie przekraczają mikrometra.

Struktura gwiazdy neutronowej Zewnętrzna warstwa skorupy - sieć krystaliczna jąder atomowych zanurzonych w jednorodnym gazie elektronowym. Obecność gęstego gazu elektronowego wymusza malenie Z/A wraz ze wzrostem gęstości. jądra 56 Fe elektrony Gęstość materii u podstawy skorupy zewnętrznej (outer crust) wynosi (4-6) 10 11 g cm -3. outer crust inner crust Z/A =1/3 Masa skorupy zewnętrznej to typowo 10-5 M Sun, grubość sięga 400 m. core

Struktura gwiazdy neutronowej Z wierzchu głównie jądra żelaza 56 Fe, głębiej cięższe jądra aż do Z = 40, A = 20 Jądra o bardzo dużym nadmiarze neutronów są stabilne dzięki obecności gęstego, zdegenerowanego gazu neutronów. Przy gęstości 10 6 g/cm 3 (na głębokości kilku metrów) elektrony przechodzą w stan degeneracji przewodnictwo elektryczne i cieplne jest olbrzymie, ponieważ swobodne elektrony mogą przebywać duże odległości bez oddziaływań. Jądra atomowe elektrony neutrony outer crust inner crust core

Struktura gwiazdy neutronowej Skorupa wewnętrzna (inner crust) oprócz jąder atomowych i elektronów zawiera gaz neutronów. Jądra tworzą sieć krystaliczną i są zanurzone w gazie neutronowym i elektronowym. Z/A nadal maleje wraz ze wzrostem gęstości. Udział gazu neutronowego rośnie wraz z gęstością. Na głębokości ok. 1 km struktury jądrowe znikają. Głębiej materia gwiazdy neutronowej tworzy jednorodną ciecz złożoną głównie z neutronów, z domieszką kilku procent protonów i elektronów.

Struktura gwiazdy neutronowej Neutrony tworzą skomplikowane struktury - gęstość jest mniejsza niż normalna gęstość jądrowa. Jednorodna materia Bardzo gęsta materia hadronowa gęstość znacznie przewyższa normalną gęstość jądrową.

Struktura gwiazdy neutronowej Rozkład nukleonów w materii jądrowej przy malejącej gęstości przewidziany przez model teoretyczny ( 0 gęstość jądrowa). Czerwone protony, białe - neutrony Przy niższej gęstości tworzą się skomplikowane struktury. T. Maruyama et al., Quantum Molecular Dynamics Approach to the Nuclear Matter below the Saturation Density, Phys. Rev., C, 57 (2), 655 (1998).

Struktura gwiazdy neutronowej Wewnętrzna skorupa i zewnętrzna część jądra Przy gęstości 410 11 g/cm 3 neutrony wypływają z jąder. Łączą się w pary o spinie całkowitym 1 (pary Coopera - bozony), które tworzą nadciekłą ciecz neutronową. Przy tych gęstościach neutrony formują egzotyczne obiekty, jak: ser szwajcarski lazanie spagetti pulpety gęstość Jednocześnie nieliczne protony łączą się w pary Coopera (bozony), tworząc nadprzewodnik.

Struktura gwiazdy neutronowej Wewnętrzna część jądra Przy gęstości przewyższającej 2 lub 3 krotnie gęstość jądrową 3x10 14 gm/cm 3 prawdopodobnie neutrony rozpadają się, tworząc plazmę kwarkowo-gluonową.

Struktura gwiazdy neutronowej

Struktura gwiazdy neutronowej

Ewolucja gwiazdy neutronowej W momencie narodzin gwiazda neutronowa ma temperaturę 10 12 K W ciągu kilku sekund temperatura spada poniżej 10 11 K Chłodzenie to odbywa się w wyniku emisji neutrin pochodzących z procesów: p n e p n e Procesy URCA t ~ 1 min Procesy URCA ustają dla temperatur około 10 9 K

Ewolucja gwiazdy neutronowej Zaczynają odgrywać rolę zmodyfikowane procesy URCA: e p n n n e p p n p n n e p n p n e p p Straty energii w wyniku tych procesów są proporcjonalne do T 8 Ze spadkiem temperatury gwałtownie spada emisja neutrin. Procesy MURCA t ~ 10 5 lat

Ewolucja gwiazdy neutronowej Gdy temperatura spadnie wystarczająco, główną rolę zaczynają odgrywać procesy wolniej zależne od temperatury. Jednym z ważniejszych jest emisja fotonów termicznych. Straty energii z nią związane są proporcjonalne do T 4. Wpływ na szybkość chłodzenia mogą mieć: Obecność w rdzeniu materii kwarowo-gluonowej (+) Obecność w rdzeniu dostatecznej liczby protonów i elektronów, aby mogły zachodzić procesy URCA (+) Przechodzenie neutronów w stan nadciekły i protonów w stan nadprzewodzący (-) Po kilkuset latach od powstania rdzeń gwiazdy neutronowej stanie się izotermiczny (gdyż będzie nadciekły) Pomiar temperatury skorupy Weryfikacja hipotez budowy wewnętrznej

Tempo chłodzenia dla różnych modeli.

Rdzeń jest chłodniejszy niż skorupa.

Gwiazda kwarkowa W 2002 znaleziono gwiazdę neutronową o promieniu poniżej 11km i masie 1,75 masy Słońca. Hipoteza gwiazda kwarkowa Tak duża masa i małe rozmiary oznaczają wielką gęstość, przy której neutrony rozpadają się na plazmę kwarkowo-gluonową Hipotetyczna gwiazda kwarkowa to gigantyczna cząstka o średnicy od kilku do kilkunastu km. Niestety, po weryfikacji wyznaczenia masy i promienia okazało się, że to zwykła gwiazda neutronowa. Odkrycie gwiazdy kwarkowej wciąż przed nami (jeśli istnieje).

Gwiazda kwarkowa Porównanie teoretycznych rozmiarów gwiazd kwarkowych i neutronowych z rozmiarami znalezionego pulsara. W teorii kwarkowa materia powinna składać się z trzech typów kwarków: dolnego d i górnego u (tworzą naszą ziemską materię) oraz dziwnego s. Kwarki dziwne są we wnętrzu gwiazdy kwarkowej trwałe, ponieważ zakaz Pauliego nie pozwala na pojawienie się produktów ich rozpadów (nie ma dla nich miejsca w przestrzeni fazowej).

Powstawanie strangletów Po przekroczeniu granicznej gęstości i temperatury powstaje plazma kwarkowogluonowa. d u s ~ u d s u ~ s d u d ~ d ~ d ~ u u u d ~ s Częściowa hadronizacja powstają piony i kaony Emitowane cząstki - unoszą energię temperatura obniża się. + K + K - ~ du u s s ~ sd d ~ ud d ~ du wyprowadzka anty-dziwności ~ su u + ~ ud - zimny obojętny masywny u d d s s u stranglet

Gwiazda dziwna Kwarki u, d i s są we wnętrzu gwiazdy kwarkowej wymieszane w proporcji mniej więcej 1:1:1.

Gwiazda dziwna Aby w gwieździe neutronowej powstała materia kwarkowa gęstość materii w jądrze gwiazdy musi przekroczyć krytyczną wartość. Może do tego dojść, gdy na gwiazdę neutronową opada materia z jej otoczenia i masa gwiazdy rośnie. Wzrost masy powoduje zwiększenie grawitacji i kontrakcję gwiazdy, co zwiększa jej gęstość. Jeśli pojawi się niewielka ilość materii zawierająca kwarki s (strenglet), natychmiast powiększa się kosztem sąsiednich neutronów samopodtrzymujący się proces. Gwiazda z dziwnej materii kwarkowej nie rozpadłaby się nawet gdyby przestała działać grawitacja spajają ją oddziaływania silne.

Odkrycie pulsarów W 1967 w Instytucie Astronomii Uniwersytetu w Cambridge prof. Hewish zajmował się błyskami źródeł promieniowania radiowego. Doktorantka Hewisha, Jocellyn Bell, zarejestrowała szybkozmienne źródło pulsujące z niezwykle precyzyjnym okresem powtarzalności: T = 1.27376349759 s Niebawem odkryto następne o okresie T=0.033 s Okres zmian zbyt mały,aby wytłumaczyć pulsacje przez efekt zaćmieniowy w układzie podwójnym lub oscylacje gwiazdy. Rozwiązanie: Rotacja małej gwiazdy ze źródłem promieniowania znajdującym się na jej powierzchni. Tak szybki obrót mogła wytrzymać tylko hipotetyczna supergęsta gwiazda neutronowa o promieniu około 10 km.

Odkrycie pulsarów Początkowo podejrzewano związek pulsarów z pozaziemskimi cywilizacjami blokada informacyjna zarządzona przez władze Brytyjskiej Marynarki Królewskiej. Pierwsze pulsary były opatrywane inicjałami LGM (od Little Green Man). Dopiero stwierdzenie systematycznego wydłużenia się okresu obaliło hipotezę cywilizacji pozaziemskiej. Inicjały LGM zostały zastąpione przez PSR (od Pulsating Radio Source) Dzisiaj znamy ponad 1000 pulsarów, obserwowanych w paśmie radiowym, a także optycznym, rentgenowskim i wysokoenergetycznym gamma.

Promieniowanie pulsarów W czasie grawitacyjnego zapadania gwiazdy zachowany jest strumień pola magnetycznego. Ponieważ zapadająca się gwiazda neutronowa zmniejsza rozmiar około milion razy, jej pole powierzchni zmniejsza się 10 12 razy. Typowe pola gwiazd neutronowych - 10 12 G Pole magnetyczne Ziemi 0,6 G Najsilniejsze pola w laboratorium - 10 7 G (1 G = 10-4 T)

Promieniowanie pulsarów Skorupa (crust) to jądra żelaza tworzące siatkę krystaliczną. Swobodne elektrony w skorupie krążą wokół linii pola magnetycznego, emitując skolimowaną wiązkę fal w zakresie od rentgenowskich do radiowych. Kształt impulsów podobny dla wszystkich długości fal, wskazuje, że źródło emisji jest w jednym miejscu gwiazdy.

Promieniowanie pulsarów Bieguny magnetyczne zwykle nie leżą na osi rotacji. Wiązka promieniowania wiruje wokół osi obrotu gwiazdy efekt latarni morskiej. Wiele gwiazd neutronowych nie obserwujemy w postaci pulsarów, ponieważ ich wiązki radiowe nigdy nie trafiają w Ziemię.

Promieniowanie pulsarów

kliknij Na filmie znajduje się Mgławica Krab. Film został zrobiony przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Wewnętrzny region mgławicy otaczający pulsar był obserwowany przez teleskop Hubble'a 24 razy, od sierpnia 2000 roku do kwietnia 2001 z 11 dniowymi przerwami. http://gallery.astronet.pl/index.cgi?218#zdjecia

kliknij Ten sam pulsar w promieniach X. Film powstał z nałożenia kilkuset zdjęć zrobionych przez Kosmiczne Obserwatorium Chandra, badające kosmos w promieniach X. Powstał ze złożenia wyników ośmiu obserwacji wykonanych między listopadem 2000 roku a kwietniem 2001. http://gallery.astronet.pl/index.cgi?218#zdjecia

Magnetosfera pulsarów Linia światła prędkość wirowania linii pola magnetycznego dochodzi do c. Zamknięte linie magnetyczne tylko wewnątrz cylindra. http://www.cv.nrao.edu/course/astr534/pulsars.html

Promieniowanie pulsarów Wypromieniowanie energii odbywa się kosztem energii kinetycznej ruchu obrotowego pulsara. Prędkość kątowa maleje, a okres obrotu wydłuża się w tempie T/T = 10-15. Systematyczne wzrastanie okresu czasami zakłóca nagłe zmniejszenie jego wartości.

Promieniowanie pulsarów Glitch - nagłe skrócenie okresu rotacyjnego Prędkość kątowa krystalicznej skorupy zmniejsza się na skutek straty energii przez promieniowanie, podczas gdy nadciekłe jądro gwiazdy neutronowej wiruje ze stałą prędkością (brak lepkości). Czasem nadciekłe jądro wchodzi w kontakt ze skorupą, powodując jej przyspieszenie.

Pulsary Problemy do wyjaśnienia: Zasada zachowania momentu pędu nie tłumaczy tak szybkiego ruchu obrotowego pulsarów. Rachunki wykazują, że w ten sposób można uzyskać okresy rotacyjne rzędu 10 sekund Dlaczego pulsar tak szybko wiruje? Prędkości pulsarów są znacznie większe niż prędkości gwiazd. Nierzadko dochodzą do kilkuset kilometrów na sekundę, czasami przekraczając barierę 1000 km/s. Co nadało im tak wielką prędkość?

Pulsary Podczas wybuchu supernowej, który poprzedza uformowanie gwiazdy neutronowej (pulsara), uwalniają się neutrina. p e n Strumień neutrin unoszący znaczne ilości energii, pędu i momentu pędu emitowany jest zazwyczaj niesymetrycznie. Silnik odrzutowy neutrin nadaje gwieździe wielkie prędkości liniowe i kątowe. Gwiazda neutronowa na zdjęciu z teleskopu Hubble a odległa od Ziemi o 400 lat świetlnych. Temperatura powierzchni: 700 000 K

Pulsary Para grawitacyjnie związanych pulsarów. Artystyczna wizja dwóch pulsarów o okresach 23 ms i 2,8 s oddalonych od nas o 2000 lat świetlnych: PSR J0737-3039A i PSR J0737-3039B. Oba pulsary okrążają się nawzajem z okresem 2,4 h. Test OTW pulsary zbliżają się do siebie o 7 mm na dzień. Odkrycie dwugwiezdnego systemu, oznaczonego PSR J0737-3039, zostało ogłoszone w 2003 roku przez międzynarodowy zespół naukowców z Włoch, Australii, Wielkiej Brytanii i USA.

Układy planeterne wokół pulsarów Polski astronom Aleksander Wolszczan odkrył wiele pulsarów. Najsłynniejszym jego odkryciem jest układ planetarny wokół pulsara PSR 1957+12 Pulsar ten wykazywał regularne odstępstwa mierzonych czasów impulsów od czasów przewidywanych dla tego pulsara. Odstępstwa te dały się wyjaśnić istnieniem co najmniej trzech ciał o masach planetarnych orbitujących wokół tego pulsara.

Układy planeterne wokół pulsarów Przesunięcia impulsów w czasie Zmiany składowej radialnej prędkości planety

Układy planetarne wokół pulsarów Porównanie rozmiarów i odległości Słońca i jego trzech pierwszych planet z rozmiarami i odległościami pulsara PSR 1957+12 i trzema planetami odkrytymi przez Wolszczana. Uwaga! Rozmiary i odległości nie są w jednakowej skali. Planety nie mogły przetrwać wybuchu supernowej!

Dysk protoplanetarny wokół pulsara Kosmiczny teleskop Spitzera (podczerwień) odkrył dysk protoplanetarny krążący wokół pulsara 4U0142+61 odległego od Ziemi o 13 tys. lat świetlnych w konstelacji Kasjopei. Nature, 6.04.2006 Dysk ma promień około 1 miliona mil i zawiera materiał o masie około 10 mas Ziemi. Następne pokolenie planet.

Pulsary Polski wkład w badaniach pulsarów W Toruniu zbudowany został, jeden z najwyższych w Europie, 32-metrowy radioteleskop w Katedrze Radioastronomii Uniwersytetu Toruńskiego. Dzięki wysiłkom profesorów Wolszczana, Kusa, Demiańskiego i Gila, radioteleskop toruński został wyposażony w tzw. Maszynę Pulsarową, czyli urządzenie pozwalające na obserwację pulsarów

Układy podwójne Często gwiazdy neutronowe występują w układach podwójnych. Gaz z pobliskiego sąsiada może opadać na gwiazdę neutronową, przyciągany przez jej silne pole grawitacyjne. Gaz opada po spirali, w środku której znajduje się gwiazda neutronowa. Podczas opadania gaz tworzy dysk akrecyjny.

Układy podwójne Podwójny układ z gwiazdą o masie mniejszej od masy Słońca. Oddziaływanie grawitacyjne gwiazdy neutronowej większe niż towarzysza Przepływ materii z towarzysza do pulsara Materia przyciągana przez gwiazdę neutronową ma duży moment pędu. Powstaje pierścień złożony z szybko rotującej materii dysk akrecyjny Gwiazda neutronowa oddziałuje przez swoje pole magnetyczne z krążącym pierścieniem co powoduje zwiększenie jej częstotliwości obrotów pulsary milisekundowe.

Pulsary milisekundowe Pulsary milisekundowe to bardzo szybko rotujące (obracające się częściej niż 100 razy na sekundę) gwiazdy neutronowe rozkręcone przez akrecję materii z towarzysza, zwykłej gwiazdy w procesie tzw.,,recyclingu'' Wizja artystyczna obiektu Terzan 5 ad - najszybszego znanego pulsara milisekundowego, o częstości 716 Hz. Zródło ilustracji: NASA.

Układy podwójne Wybuchy promieniowania X Hel i wodór pochodzący z towarzysza odkłada się w warstwie, której gęstość rośnie. W pewnym momencie rozpoczyna się gwałtowna synteza jądrowa. Wybuchy te trwają zazwyczaj od kilku sekund do kilku minut. Materia w pierścieniu powoli opada w stronę powierzchni pulsara. W wyniku tego podgrzewa się i zaczyna emitować promieniowanie rentgenowskie.

Układy podwójne Podwójny układ z gwiazdą o masie większej od 10 mas Słońca. Wielka gwiazda charakteryzuje się silnym wiatrem słonecznym. Przepływająca materia nie ma dużego momentu pędu. Pozwala to na łatwe opadanie na powierzchnię pulsara. W związku z dużym polem magnetycznym pulsara dzieje się to przede wszystkim na biegunach magnetycznych. Materia opadając ogrzewa się i zaczyna emitować promieniowanie rentgenowskie.

Układy podwójne Akrecja na gwiazdę neutronową. Materia opadająca na gwiazdę w okolicach biegunów wytwarza duże ilości energii. W przestrzeń zostaje wysłane silne promieniowanie X. Świat Nauki, styczeń 1994

Układy podwójne Centaur X-3. Rentgenowski układ podwójny gwiazdy neutronowej i błękitnej gwiazdy o masie 10-40 mas Słońca. Świat Nauki, styczeń 1994

Animacja przedstawia wybuch gwiazdy neutronowej. Do wybuchu takiego dochodzi, gdy materia opadająca z gwiazdy towarzysza odkłada się na powierzchni gwiazdy. Kiedy warstwa tego materiału przekroczy granicę krytyczną, rozpoczyna się gwałtowna reakcja termojądrowa. http://gallery.astronet.pl/index.cgi?218#zdjecia