Этапы развития астрономии и космонавтики, хронология событий и достижений  
 

| на главную страницу сайта | к оглавлению раздела |

Обнаружение нетеплового синхротронного механизма радиоизлучения с непрерывным спектром

Самым главным астрономическим открытием XX столетия стало обнаружение нетеплового синхротронного механизма радиоизлучения с непрерывным спектром. Это излучение исходило от дискретных объектов, которые были открыты немного раньше. Ученые дали им названия Лебедь-А, Кассиопея-А, Телец-А и некоторое время не могли объяснить их природу - openaxiom.ru. Первоначально предположили, что эти радиозвезды находятся к Земле ближе, чем самые ближайшие звезды. Затем были получены новые данные, которые позволили выделить три типа излучения.

К первому типу был отнесен Телец-А, отождествленный с Крабовидной туманностью — остатком сверхновой звезды, вспыхнувшей в 1054 году.

Некоторые объекты (Лебедь-А, Центавр-А, Дева-А) являлись радиогалактиками, дающими большое излучение — в сотни раз больше, чем излучение галактик. Они были отнесены ко второму типу. В оптическом диапазоне радиогалактики выглядят необычно, больше напоминая две сталкивающиеся обычные галактики.

К третьему типу отнесли все источники излучения, обнаруженные в пределах Солнечной системы: атмосферы планет и кометы.

В 1960 году были открыты квазары, или квазизвездные радиоисточники, — почти точечные источники с очень сильным радиоизлучением. В оптике они выглядели как яркие голубые звезды. В их спектрах присутствовали неизвестные линии, не дающие возможности сделать вывод об их составе. Только через три года было установлено, что эти линии принадлежат элементам, известным на Земле, но они сильно сдвинуты в красную область спектра. Квазары являются нестационарными объектами: наблюдения показывают, что периодически меняется их блеск. Кроме того, они выделяют в космос вещество, которое движется с огромной скоростью. Природа и источник энергии квазаров до сих пор не объяснены.

Во второй половине XX века были открыты и другие объекты, о которых ученые раньше не имели представления: пульсары, мазерные источники, лацертиды, плерионы, барстеры и др. Тогда же были зафиксированы радиопульсары, отождествленные позднее с нейтронными звездами. Их существование предсказал физик Лев Данилович Ландау (1908—1968) после открытия нейтронов - openaxiom.ru. Нейтроны почти в 2 тыс. раз тяжелее электронов, поэтому нейтронные звезды имеют примерно ту же массу, что и белые карлики, хотя по размерам они в тысячу раз меньше последних.

Было предсказано, что нейтронные звезды образуются при вспышках сверхновых. Однако нейтронные звезды имели настолько малую светимость, что при помощи современной аппаратуры обнаружить их было практически невозможно.

В 1967 году радиоинженер Джоселин Белл — англичанка, работавшая под руководством Энтони Хьюиша, — зафиксировала строго периодический сигнал, который вначале был принят за сообщения, посылаемые в космос представителями внеземных цивилизаций. Но после того как данные об открытии опубликовали, очень скоро выяснилось, что речь идет о радиопульсарах — нейтронных звездах. Было обнаружено, что они имеют сильное магнитное поле и быстро вращаются, что и является причиной радиоизлучения. Пульсары же отличаются от радиопульсаров тем, что их можно наблюдать только в рентгеновском или гамма-диапазоне. За это и другие открытия в области радиоастрономии Хьюиш получил Нобелевскую премию.

Дальнейшие исследования показали, что нейтронные звезды были замечены и ранее, причем не в радио-, а в рентгеновском излучении. Рентгеновские излучения поглощаются атмосферой, поэтому их нельзя вести с Земли. В 1962 году приемник рентгеновского излучения был установлен на ракете, благодаря чему смогли зафиксировать место, откуда оно исходит, — созвездие Скорпиона. В 70-х годах таким способом были открыты и другие источники.

При изучении систем двойных звезд, одна из которых являлась нейтронной, было обнаружено, что при их очень близком взаимном расположении возможен процесс аккреции, т.е. перенос вещества с одной звезды на другую. Если аккреция направлена на нейтронную звезду, при этом выделяется большое количество энергии. Переносимое вещество движется со скоростью, близкой к скорости света. Энергия столкновения вещества со звездой приводит к большому (равному миллионам градусов - openaxiom.ru) выбросу тепла, которое излучается в рентгеновском диапазоне. В том случае, если на нейтронную звезду упадет слишком много вещества, она превратится в черную дыру.

Из звезд, имеющих от 8 до 40 солнечных масс, образуются нейтронные звезды. Если масса звезды превышает 40 солнечных масс, происходит образование черной дыры. Во время возникновения нейтронной звезды происходит взрыв ядра массивной проэволюционировавшей звезды — вспышка сверхновой. После этого взрыва от нейтронной звезды остается только разлетающееся в разных направлениях вещество, образовавшееся в результате вспышки.

Молодую нейтронную звезду можно наблюдать не только как радиопульсар. Если она имеет температуру, равную сотням тысяч градусов, ее можно заметить в рентгеновском и даже в оптическом диапазонах. Ученые полагают, что в пределах нашей звездной системы можно обнаружить до нескольких сотен миллионов нейтронных звезд, а во всей Вселенной их, разумеется, гораздо больше. Большинство нейтронных звезд нашей Галактики старые и не излучают радиоволны. Обнаружить их можно только в случае явления аккреции, однако даже тогда излучение настолько слабо, что его очень сложно зафиксировать - openaxiom.ru. Если же учесть, что на стадии аккреции находится лишь небольшой процент звезд, то становится понятно, что большую их часть пока нет возможности обнаружить. Возможно, в будущем будут изобретены более совершенные приборы, позволяющие продолжить изучение нейтронных звезд.

В ожидании этого астрономы занимаются изучением слияния двойных нейтронных звезд. Они полагают, что если в систему двойных звезд, расположенных на очень близком расстоянии друг от друга, войдут две нейтронных звезды или две черные дыры, то расстояние между ними благодаря излучению гравитационных волн начнет очень быстро сокращаться. Эта теория недолго оставалась теорией. Первая такая система была открыта в 70-е годы прошлого века. Она состояла из двух нейтронных звезд, одна из которых являлась радиопульсаром. Через несколько сотен миллионов лет они, согласно прогнозам, должны сблизиться и слиться. При этом произойдет выброс настолько большого количества энергии, что вспышка, вероятнее всего, будет ярче, чем при рождении сверхновой.

Сегодня строятся крупные детекторы, благодаря которым скоро появится возможность зафиксировать гравитационно-волновой всплеск при слиянии двойных компактных объектов. Если ученым посчастливиться наблюдать это явление, они смогут получить множество новых данных о строении и развитии нейтронных звезд.

 
 


2009-2015 © openaxiom.ru