Η εμφάνιση ραδιοσημάτων από πάλσαρ συνδέεται με τον αφανισμό της αντιύλης και της ύλης

Η εμφάνιση ραδιοσημάτων από πάλσαρ συνδέεται με τον αφανισμό της αντιύλης και της ύλης
Η εμφάνιση ραδιοσημάτων από πάλσαρ συνδέεται με τον αφανισμό της αντιύλης και της ύλης
Anonim

Οι αστροφυσικοί διαπίστωσαν ότι οι περιοδικές εκρήξεις ραδιοφώνου από πάλσαρ - περιστρεφόμενα αστέρια νετρονίων - συνδέονταν με έναν συνεχή κύκλο εμφάνισης και καταστροφής σωματιδίων ύλης και αντιύλης στη μαγνητόσφαιρα τους. Ένα άρθρο που περιγράφει τη μελέτη δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Physical Review Letters.

"Αυτή η διαδικασία μοιάζει κάπως με τον τρόπο που γεννιέται ο κεραυνός. Ξαφνικά οι απορρίψεις ηλεκτρικής ενέργειας δημιουργούν πολλά ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια, λόγω των αλληλεπιδράσεων των οποίων σχηματίζονται ηλεκτρομαγνητικά κύματα, παρόμοια με την απόχρωση του κεραυνού", εξήγησε ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, αστροφυσικός από το Ινστιτούτο Flatiron (ΗΠΑ) Alexander Filippov.

Τα πάλσαρ είναι ένα ιδιαίτερο είδος αστέρων νετρονίων, υπολείμματα σούπερνοβα που εκρήγνυνται, με στενές δέσμες ραδιοκυμάτων και άλλες μορφές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που προέρχονται από τους πόλους τους. Συνήθως, τα "νεογέννητα" πάλσαρ περιστρέφονται πολύ γρήγορα, αλλά επιβραδύνονται σταδιακά, ξοδεύοντας περιστροφική ενέργεια για ακτινοβολία.

Παρά το γεγονός ότι οι επιστήμονες γνωρίζουν την ύπαρξη πολλών χιλιάδων πάλσαρ τόσο στον Γαλαξία όσο και στους γειτονικούς γαλαξίες, πολλές από τις ιδιότητές τους παραμένουν ένα μυστήριο για τους αστροφυσικούς, ιδίως τη δομή και τις ιδιότητες της ύλης, καθώς και τον μηχανισμό της φωτοβολίδες ραδιοφώνου στους πόλους τους.

Οι επιστήμονες εικάζουν τώρα ότι αυτά τα σήματα οφείλονται σε μια διαδικασία που μετατρέπει την περιστροφική ενέργεια των πάλσαρ σε δέσμες ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που εκπέμπονται κοντά στους μαγνητικούς πόλους ενός αστέρα νετρονίων. Πώς ακριβώς λειτουργεί αυτός ο μηχανισμός, οι αστρονόμοι και οι φυσικοί δεν μπορούν ακόμη να πουν με βεβαιότητα. Προτείνουν όμως ότι αυτή η διαδικασία σχετίζεται με τα υπερ-ισχυρά ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που δημιουργούνται από το αστέρι νετρονίων.

Ο κοσμικός κύκλος της ζωής και του θανάτου

Ο Filippov και οι συνεργάτες του έχουν προτείνει μια νέα εξήγηση για το πώς εμφανίζονται αυτά τα σήματα. Οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει πώς συμπεριφέρεται το πλάσμα όταν εισέρχεται σε άμεση γειτνίαση με την επιφάνεια του πάλσαρ, όπου κυριαρχούν ιδιαίτερα ισχυρά μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδία. Επιταχύνουν ηλεκτρόνια και άλλα φορτισμένα σωματίδια από αυτό το πλάσμα και τα κάνουν να κινούνται με ταχύτητα κοντά στο φως.

Εξαιτίας αυτού, τα σωματίδια εκπέμπουν συνεχώς εκρήξεις ακτίνων γάμμα υψηλής ενέργειας. Λόγω ισχυρών μαγνητικών και ηλεκτρικών πεδίων, τα φωτόνια αυτής της ακτινοβολίας μεταβάλλονται περιοδικά σε ύλη και αντιύλη, ζεύγη ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων.

Μετά από λίγο, αυτά τα σωματίδια πλησιάζουν το ένα το άλλο και αυτοκαταστρέφονται, με αποτέλεσμα το σχηματισμό νέων φωτονίων και η διαδικασία βρόγχος. Όπως δείχνουν οι υπολογισμοί των αστροφυσικών, ως αποτέλεσμα, δημιουργούνται ειδικές διαταραχές στο πλάσμα, οι οποίες τελικά προκαλούν ταλάντωση του ηλεκτρικού πεδίου του πάλσαρ. Εξαιτίας αυτού, συμβαίνουν εκείνες οι περιοδικές ραδιοεκβολές, οι οποίες καταγράφονται από επίγεια και διαστημικά ραδιοτηλεσκόπια.

Στο εγγύς μέλλον, οι επιστήμονες σχεδιάζουν να δημιουργήσουν ένα πιο λεπτομερές μοντέλο που θα περιγράφει την προέλευση αυτών των ταλαντώσεων του ηλεκτρικού πεδίου ενός αστέρα νετρονίων, έτσι ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δοκιμαστεί πειραματικά αυτή η θεωρία, όταν παρατηρούνται πάλσαρ.

Εάν αυτό μπορεί να γίνει, οι αστροφυσικοί θα είναι σε θέση να καταλάβουν πώς γεννιούνται οι λεγόμενες «δυσλειτουργίες» - αιχμηρές αναταράξεις στην ταχύτητα περιστροφής του πάλσαρ. Πιθανότατα, σχετίζονται με μέχρι τώρα άγνωστες σε εμάς εσωτερικές διαδικασίες στα βάθη αυτών των νεκρών άστρων. Εάν οι επιστήμονες γνωρίζουν τη φύση τους, μπορούν να βελτιώσουν την ακρίβεια των συστημάτων πλοήγησης των διαστημικών σκαφών, τα οποία χρησιμοποιούν πάλσαρ ως ορόσημα.

Συνιστάται: