12
Миллисекундные пульсары
Кандидат физико-mатематических наук
В. А. БРОНШТЭН
Как уже сообщалось в «Кванте» (1983, № 12, с. 12), сравнительно недавно учены обнаружили два самых быстрых (на сегодняший день) пульсара. Один из них — он находится в созвездии Лисички — имеет период приблизительно 1,6 миллисекунды, другой, видимый в направлении созвездия Лебедя, вращается с периодом около 6,1 миллисекунды.
Чем интересны эти пульсары, и почему они сразу же привлекли к себе внимание учены?
По современным представлениям пульсары — это нейтронные звезды, обладающие мощным магнитным полем. Привращении звезды наблюдается, периодические попадания в области направленного пучка радиоволн, фиксирует излучение в виде отдельных импульсов с периодом вращения звезды.
Нейтронные звезды образуют в результате выгорания термоядерного горючего (водорода, геляя, углерода и т. п.) внедrax звезд с массой, превышающей массу Солнца. Сначала выгорает водород, превращаясь в гели (этот процесс происходит в недрах Солнца и большинства звезд), затем начинает выгорать гели, затем углерод и т. д. Лишьвщись источников энергии, поддерживающих равновесное состояние звезда испытывает катстрофическое skeptие (до размеров порядка 10 км) и, соответствно, резко увеличивается скорость ее вращения.
Но так можно было быясьить существование пульсаров с периодами вращения около одной секунды. Факт образования миллисекундных пульсаров требовал особого объяснения.
Такое объяснение предположили практическими одновременно две группы исследователей —четверо американских учены во главе с М. Алпаром и, независимо от них, индивидуальной астрофизик Дж. Сринивасан и голландский астрофизик Э.ван den Xейвель. Вот какой гипотезой они руководствовались.
Допустим, что когда-то образовалась система двойной звезды, в которой одна звезда (назовем ее А) превосходила по массе другую (компонент В). Несколько миллионов лет назад звезда А, как более массивная, первой исчезла зарасывало вначало и начала скиматться. При этом часть вещества стала перетекать на звезду В. Когда звезда А полностью лишилась источников термоядерной энергии, она взорвалась как сверхновая, а ее остаток образовал пульсар.
Между тем подошли к концу запасы ядерного горючего и в звезде В. Терьер вещество начинает перетекать с нее на пульсар (остаток звезды А), при этом вращение пульсара может заметноускориться. Возможно, что после этого звезду В постигнет заже судьба, что и звезду А, — она взорвется и образует молодой пульсар.
Разработывая свою гипотезу, указанные учены еще не знали о существовании миллисекундных пульсаров. Они хотели объяснить свойства других пульсаров, входящих в двойные системы и обладающих довольно быстрым вращением — с периодом порядка десятьков миллисекунд. Открытие же самых быстрых пульсаров надежно подтвердило эту гипотезу.
Okazалось, что пульсар в созвездии Лебедя действительно входит в двойную систему. Установлено, что период образования этого пульсара во круглгцентра масс системы равен 120 суткам, а его орбитка близка к круговой. Второй компонент системы — это белый карлик с массой, примерно второе меншей солнечной.
А как же объяснить существование первого миллисекундного пульсара (в созвездии Лисички), который не входит в двойную систему?
По мнению Сринивасана иван den Xейвеля такая система могла разрушить при взрыве звезды В, так что оба пульсара — остатки звезд А и В — разлеплись в разные стороны. Есть и другие обяснения. Неоменно то, что дальнейшие исследования привести много интересного в понимании природы этих замечательных небесных тел.
Наблюдения миллисекундных пульсаров могут дать необходимые и очень важные результаты для изучения нашей планет системы. Дело в том, что из-за движения Земли вокруг голлца частоты изучения пульсаров изменяются с годовым периодом. Исследования этих годовых флуктуации позволяют точнее, чем классические методы небесной механики, определять малейшие отклонения в движении Земли под действием прижжения других планет (планетные возмущения), а значит, и массы возмущающих планет.
И наконец, что не менее важное для науки, миллисекундные пульсары могут стать новым эталоном времени.