Rapusumun outo Pulsar-sydän menee hitaasti pois

Rapu -sumun yhdistelmäkuva

Yhdistelmäkuva rapu-sumusta, jossa näkyy röntgenkuva (sininen) ja optiset (punaiset) kuvat päällekkäin. Röntgenkuvan koko on pienempi, koska suuremman energian röntgensäteilyä säteilevät elektronit säteilevät energiaansa nopeammin kuin alemman energian optisesti säteilevät elektronit liikkuessaan. (Kuvaluotto: NASA / HST / ASU / J.Hester et ai.Röntgen: NASA / CXC / ASU / J.Hester et ai.)





Ensimmäistä kertaa tähtitieteilijät ovat seuranneet pulsarin magneettikentän kehitystä ajan mittaan ja katsoneet sen kallistuvan hitaasti kohti kuolleen tähden päiväntasaajaa. Rapun sumussa sijaitsevan pulsarin uudet havainnot voivat tarjota vihjeitä pitkäaikaiseen ongelmaan, joka hidastaa pulsaarien pyörimistä.

'Suurin osa pulsaarit ovat miljoonia tai kymmeniä miljoonia vuosia vanhat '', sanoi Andrew Lyne, fysiikan emeritusprofessori Manchesterin yliopistosta Yhdistyneessä kuningaskunnassa, joka johti tutkimusta, joka ilmestyy Science -lehden 1. marraskuuta. 'Joten emme odota näkeväni merkittäviä muutoksia. Mutta olemme tarkastelleet tätä merkittävää osaa sen elinajasta, noin 40 tuhatta vuotta. '' Supernova, joka synnytti pulsarin Rapu -sumussa, tapahtui vuonna 1054. jKr.

'Tulosta olemme odottaneet 30 vuotta', sanoi Venäjän tiedeakatemian astrofyysikko Vasily Beskin. Beskin, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, ja hänen kollegansa ennustivat, että pulssimagneettikentät siirtyvät päiväntasaajailleen 1980 -luvulla. [Upeita valokuvia rapu -sumusta]



Nopea ja hidas

Pulsari on tähti, jonka ydin on vähintään 1,4 kertaa niin suuri kuin aurinko. Kun tällaiset tähdet saavuttavat elämänsä lopun, ne voivat räjähtää supernovina. Jäljellä on neutronitähti, vain muutaman mailin poikki, ja suuri osa tähden alkuperäisestä massasta, mikä tekee niistä uskomattoman tiheitä.

Koska tähdet pyörivät jo romahtaessaan, neutronitähti pyörii akselillaan upeasti nopeasti-aivan kuten luistelijat pyörivät nopeammin vetäessään käsiään sisään. Samaan aikaan neutronitähti kehittää voimakkaan magneettikentän ja säteilee sähkömagneettista säteilyä kyseisen kentän pohjois-etelä-akselia pitkin. Magneettikentän akseli ja neutronitähden pyörimisakseli eivät ole täysin linjassa, joten säteilykeila pyyhkäisee avaruuden yli, kuten majakan pyörivä lamppu - pulsari.



Jos säde sattuu ylittämään Maan polun, radioteleskoopit voivat poimia signaalin. Rapusumun pulsarin signaali vilkkuu noin 30 kertaa sekunnissa.

Manchesterin yliopiston ja Jodrell Bankin observatorion tiimi keräsi 22 vuoden mittaisen datan, joka seurasi Crab -pulsarin signaaleja. Signaali tulee kahdesta osasta, pääpulssista ja toissijaisesta, jota kutsutaan interpulssiksi. Mittaamalla signaalin polarisaatio kahdella eri taajuudella on mahdollista laskea kulma pyörimisakselin ja säteilykeilan välillä. Tutkijat havaitsivat, että kulma kasvaa 0,62 astetta vuosisataa kohden.

Pulsar -mysteerit jatkuvat



Rapu-sumussa nopeasti pyörivä neutronitähti tai pulsari (valkoinen piste lähellä keskustaa) saa aikaan Chandran röntgenseurannan havaitseman dramaattisen toiminnan. Sisäisen röntgenkehän uskotaan olevan iskuaalto, joka merkitsee rajaa ympäröivän sumun ja pulsarista tulevan aine- ja antiainehiukkasten välisen rajan.

Rapu-sumussa nopeasti pyörivä neutronitähti tai pulsari (valkoinen piste lähellä keskustaa) saa aikaan Chandran röntgenseurannan havaitseman dramaattisen toiminnan. Sisäisen röntgenkehän uskotaan olevan iskuaalto, joka merkitsee rajaa ympäröivän sumun ja pulsarista tulevan aine- ja antiainehiukkasten välisen rajan.(Kuvan luotto: Chandra X-ray Observatory)

Nähdessään kuinka nopeasti tämä tapahtuu, se voi tarjota oivalluksia siitä, mitä tapahtuu muissa neutronitähdissä, Lyne sanoi. Yksi pulsseja koskevista mysteereistä on se, miksi he hidastavat nopeuttaan. Esimerkiksi Crab -pulsari hidastaa noin 38 nanosekuntia päivässä.

'Jos pulsaarit olisivat vain pyöriviä dipoleja, odotamme, että hidastumisnopeus on verrannollinen… pyörimistaajuuden kuutioon', Lyne kertoi guesswhozoo.comille. 'Me kutsumme sitä jarrutusindeksiksi, ja sen pitäisi olla noin kolme, mutta useimmat pulsaarit ovat pienempiä kuin kolme. Noin kaksi ja puoli ja niin. ' Vastaus voi olla magneettikentän hidas liike.

'' Kun kallistuskulma kasvaa, mikä lisää kahden akselin välistä kulmaa, se on lähes täsmälleen sellaisella nopeudella kuin sinun on saatava jarrutusindeksi kahden ja puolen sijaan kolmeen. '' Vielä ei ole kuitenkaan selvää, onko tämä syy, koska pulsaarien sisäinen rakenne on edelleen huonosti ymmärretty.

Uudet tiedot antoivat myös muita oivalluksia. 'Normaalisti magneettikentät eivät liiku suprajohteiden läpi', Lyne sanoi. 'Tämä magneettikenttä liikkuu, mikä viittaa siihen, että neutronitähden suprajohdin ei ole täydellinen.'

On epätodennäköistä, että tähtitieteilijät törmäävät toiseen kuin Rapu -pulsaari, koska nähdäkseen sellaisen ollenkaan, radiokeilan on pyyhkäistävä ympäri maapalloa, ja todennäköisyys, että yksi on täsmälleen oikeassa suunnassa, on pieni. Tämän lisäksi pulsarin tehneen supernovan pitäisi olla alle muutama tuhat vuotta vanha, tutkijat sanovat. On olemassa useita oikean ikäisiä supernovoja, mutta ne eivät ole kaikki oikeita tyyppejä pulssien tuottamiseen, ja vaikka ne olisivatkin, niitä ei osoiteta oikeaan suuntaan.

Vielä ei ole täysin selvää, miksi pulsaarien magneettikentät näyttävät siltä. 'En luokittelisi sitä yksinkertaiseksi ongelmaksi', Lyne sanoi. 'Yritämme ymmärtää, miksi sen pitäisi kehittyä tällä tavalla.'

Voit seurata guesswhozoo.comia Twitterissä @Spacedotcom . Olemme myös mukana Facebook & Google+ .