Краб Пульсар
| Данные наблюдений Эпоха J2000 Равноденствие J2000 | |
|---|---|
| Созвездие | Телец |
| Прямое восхождение | 05 час 34 м 31.95 с [2] |
| Склонение | +22° 00′ 52.2″ [2] |
| Apparent magnitude (V) | 16.65 [3] |
| Характеристики | |
| Эволюционный этап | Нейтронная звезда |
| U-B Индекс цвета | −0.45 [ нужна ссылка ] |
| B-V Индекс цвета | +0.47 [4] |
| Астрометрия | |
| Собственное движение (μ) | ДА: -11,34 ± 0,06 [5] мас / Декабрь: 2,65 ± 0,14 [5] мас / |
| Параллакс (р) | 0,53 ± 0,06 но [5] |
| Расстояние | ок. 6200 лий (ок. 1900 шт .) |
| Подробности | |
| Радиус | 10 [ нужна ссылка ] км |
| Яркость | 0.9 L ☉ |
| Температура | центр (по модели): ~3 × 10 8 [6] К, поверхность: ~1,6 × 10 6 К |
| Вращение | 33,5028583 мс [7] |
| Возраст | 967 [ нужна ссылка ] годы |
| Другие обозначения | |
| Ссылки на базы данных | |
| СИМБАД | данные |
Крабовый Пульсар ( PSR B0531+21 или Звезда Бааде ) — относительно молодая нейтронная звезда . Звезда туманности является центральной звездой Крабовидной , остатком сверхновой SN . 1054 , которая широко наблюдалась на Земле в 1054 году [8] [9] [10] Открытый в 1968 году пульсар первым был связан с остатком сверхновой . [11]
Крабовидный пульсар — один из очень немногих пульсаров , идентифицированных оптически. Оптический пульсар имеет диаметр примерно 20 километров (12 миль) и период вращения около 33 миллисекунд , то есть «лучи» пульсара совершают около 30 оборотов в секунду. [6] Исходящий релятивистский ветер от нейтронной звезды генерирует синхротронное излучение , которое производит основную часть излучения туманности , видимого от радиоволн до гамма-лучей . Наиболее динамичной особенностью внутренней части туманности является точка, где экваториальный ветер пульсара сталкивается с окружающей туманностью, образуя терминальную ударную волну . Форма и положение этой особенности быстро меняются: экваториальный ветер проявляется в виде серии полосатых деталей, которые становятся круче, ярче, а затем исчезают по мере удаления от пульсара в основную часть туманности. Период вращения пульсара увеличивается на 38 наносекунд в сутки из-за большого количества энергии, уносимой пульсарным ветром. [12]
Крабовидная туманность часто используется в качестве калибровочного источника в рентгеновской астрономии . Он очень яркий в рентгеновских лучах , а плотность потока и спектр , как известно, постоянны, за исключением самого пульсара. Пульсар излучает сильный периодический сигнал, который используется для проверки синхронизации детекторов рентгеновского излучения. В рентгеновской астрономии «краб» и «миликраб» иногда используются как единицы плотности потока. Милликраб соответствует плотности потока около 2,4 × 10 −11 очень с −1 см −2 ( 2.4 × 10 −14 Вт/м 2 ) в рентгеновском диапазоне 2–10 кэВ для «крабового» рентгеновского спектра, который по энергии фотонов примерно степенной: I ~ E −1.1 . [ нужна ссылка ] Очень немногие источники рентгеновского излучения когда-либо превышали яркость одного краба.
импульсное излучение до 1,5 ТэВ от пульсара в Крабе. Зарегистрировано [13] Единственный другой известный пульсар с излучением в этом диапазоне энергий - это Пульсар Вела с энергией 20 ТэВ. [14]
История наблюдений
[ редактировать ]
К 1939 году Крабовидная туманность была идентифицирована как остаток SN 1054. Затем астрономы туманности искали центральную звезду . Было два кандидата, которых в литературе называли «северной следующей» и «южной предшествующей» звездой. В сентябре 1942 года Вальтер Бааде исключил наличие «следующей на север» звезды, но счел доказательства существования «южной предшествующей» звезды неубедительными. [15] Рудольф Минковский в том же выпуске «Астрофизического журнала» , что и Бааде, выдвинул спектральные аргументы, утверждая, что «свидетельства допускают, но не доказывают, вывод о том, что предыдущая южная звезда является центральной звездой туманности». [16]
В конце 1968 года Дэвид Х. Стейлин и Эдвард К. Райфенштейн III сообщили об открытии двух быстро меняющихся радиоисточников «возле крабовидной туманности, которые могли совпадать с ней» с помощью 300-футовой (91 м) радиоантенны Грин-Бэнк . [17] Им были присвоены обозначения NP 0527 и NP 0532. Период 33 миллисекунды и местоположение пульсара NP 0532 в Крабовидной туманности были открыты Ричардом В. Э. Лавлейсом и его сотрудниками 10 ноября 1968 года в Радиообсерватории Аресибо . [18] [19] Открытие пульсара со столь коротким периодом доказало, что пульсары — это вращающиеся нейтронные звезды (а не пульсирующие белые карлики, как предполагали многие ученые). Вскоре после открытия Крабовидного Пульсара Дэвид Ричардс обнаружил (с помощью телескопа Аресибо), что он вращается вниз и, следовательно, теряет свою энергию вращения. Томас Голд показал, что мощности замедления пульсара достаточно, чтобы питать Крабовидную туманность.
Последующее исследование, проведенное ими, в том числе Уильямом Д. Брандейджем, также показало, что источник NP 0532 расположен в Крабовидной туманности. [20] О радиоисточнике, совпадающем с Крабовидной туманностью, сообщил в конце 1968 г. Л. И. Матвеенко в журнале «Советская астрономия» . [21]
Об оптических пульсациях впервые сообщили Кок, Дисней и Тейлор с помощью 36-дюймового (91 см) телескопа на Китт-Пик обсерватории Стюарда Университета Аризоны. [22] Это наблюдение имело аудиокассету, записывающую пульсы, и на этой пленке также были записаны голоса Джона Кока, Майкла Диснея и Боба Маккалистера (ночного помощника) во время открытия. [23] Их открытие подтвердили Натер , Уорнер и Макфарлейн. [24]
Джоселин Белл Бернелл , соавторница первого пульсара PSR B1919+21 в 1967 году, рассказывает, что в конце 1950-х годов женщина наблюдала источник Крабовидной туманности в телескопе Чикагского университета, который тогда был открыт для публики, и отметила, что он, похоже, мигать. Астроном , с которым она разговаривала, Эллиот Мур, не принял во внимание этот эффект как сцинтилляцию , несмотря на протест женщины, что как квалифицированный пилот она понимает сцинтилляцию, а это нечто иное. Белл Бернелл отмечает, что многим людям трудно увидеть частоту оптического пульсара Крабовидной туманности 30 Гц. [25] [26]
В 2007 году сообщалось, что Чарльз Шислер обнаружил небесный источник радиоизлучения в 1967 году в районе Крабовидной туманности, используя радиолокационную систему ВВС США на Аляске , разработанную в качестве системы раннего предупреждения для обнаружения межконтинентальных баллистических ракет. Позже Шислер понял, что этим источником является Крабовидный пульсар, после того как было сообщено о первых открытиях пульсаров Беллом Бернеллом . [25] Однако об обнаружении Шислера не сообщалось публично в течение четырех десятилетий из-за засекреченного характера радиолокационных наблюдений. [27]
Крабовидный пульсар был первым пульсаром , для которого предел замедления вращения был преодолен с использованием данных обсерватории LIGO за несколько месяцев . Большинство пульсаров не вращаются с постоянной частотой вращения, но можно наблюдать их замедление с очень медленной скоростью (3,7 × 10 −10 Гц/с в случае Краба). Это замедление можно объяснить потерей энергии вращения из-за различных механизмов. Предел замедления — это теоретический верхний предел амплитуды гравитационных волн , которые может излучать пульсар, при условии, что все потери энергии преобразуются в гравитационные волны . Отсутствие гравитационных волн с ожидаемой амплитудой и частотой (после поправки на ожидаемый доплеровский сдвиг ) доказывает, что за потерю энергии должны быть ответственны другие механизмы. Отсутствие наблюдения до сих пор не является совершенно неожиданным, поскольку физические модели вращательной симметрии пульсаров устанавливают более реалистичный верхний предел амплитуды гравитационных волн на несколько порядков ниже предела вращения вниз. Есть надежда, что с улучшением чувствительности гравитационно-волновых приборов и использованием более длительных периодов данных гравитационные волны, излучаемые пульсарами, можно будет наблюдать в будущем . [28] Единственный другой пульсар, для которого до сих пор был нарушен предел замедления вращения, — это Пульсар Вела .
В 2019 году было замечено, что Крабовидная туманность и, предположительно, поэтому Крабовидный пульсар излучают гамма-лучи с энергией более 100 ТэВ , что делает ее первым выявленным источником космических лучей сверхвысокой энергии . [29]
В 2023 году интерферометрия со сверхдлинной базой (РСДБ) была использована для проведения точной астрометрии с использованием гигантского радиоимпульса излучения Крабового Пульсара, таким образом измеряя точное расстояние до Крабового Пульсара. [5]
Ссылки
[ редактировать ]
- ^ «Космический фильм раскрывает шокирующие тайны краба-пульсара» (пресс-релиз). НАСА . 19 сентября 2002 г.
- ^ Jump up to: а б Валленари, А.; и др. (сотрудничество Gaia) (2023). « Выпуск данных Gaia 3. Краткое описание содержания и свойств опроса» . Астрономия и астрофизика . 674 : А1. arXiv : 2208.00211 . Бибкод : 2023A&A...674A...1G . дои : 10.1051/0004-6361/202243940 . S2CID 244398875 . Запись Gaia DR3 для этого источника на VizieR .
- ^ Оптические наблюдения пульсаров: вклад ESO (PDF) , с. 22
- ^ Дэвидсон, Крис (октябрь 1987 г.). «СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ КРАБОВОЙ ТУМАННОСТИ В ЦЕЛОМ» . Астрофизический журнал . 94 (4): 967.
- ^ Jump up to: а б с д Лин, Ребекка; ван Керквейк, Мартен Х.; Кирстен, Франц; Пен, Уэ-Ли; Деллер, Адам Т. (1 августа 2023 г.). «Радио-параллакс краба-пульсара: первое РСДБ-измерение, откалиброванное с помощью гигантских импульсов» . Астрофизический журнал . 952 (2): 161. arXiv : 2306.01617 . Бибкод : 2023ApJ...952..161L . дои : 10.3847/1538-4357/acdc98 .
- ^ Jump up to: а б Беккер, В.; Ашенбах, Б. (1995), «Наблюдения ROSAT HRI за крабовым пульсаром: улучшенный верхний предел температуры для PSR 0531+21», в Альпаре, Массачусетс; Кызылоглу, Ю.; ван Парадейс, Дж. (ред.), Жизнь нейтронных звезд , том. 450, Клювер Академик , с. 47, arXiv : astro-ph/9503012 , Bibcode : 1995ASIC..450...47B , ISBN 978-0-7923-324-6-6
{{cite book}}:|work=игнорируется ( помогите ) - ^ Каталога пульсаров ATNF в базе данных Запись . Видеть Манчестер, штат РН; и др. (2005), «Каталог пульсаров Национального телескопа Австралии», Astronomical Journal , 129 (4): 1993–2006, arXiv : astro-ph/0412641 , Bibcode : 2005AJ....129.1993M , doi : 10.1086/428488 , S2CID 121038776
- ^ Сверхновая 1054 – Создание Крабовидной туманности .
- ^ Дуйвендак, JJL (1942), «Дальнейшие данные по отождествлению Крабовидной туманности со сверхновой 1054 года нашей эры. Часть I. Древние восточные хроники», Публикации Тихоокеанского астрономического общества , 54 (318): 91, Bibcode : 1942PASP...54...91D , doi : 10.1086/125409
Мэйолл, Нью-Йорк; Оорт, Ян Хендрик (1942), «Дальнейшие данные по отождествлению Крабовидной туманности со сверхновой 1054 года нашей эры, часть II. Астрономические аспекты», Публикации Тихоокеанского астрономического общества , 54 (318): 95, Bibcode : 1942ПАСП...54...95М , doi : 10.1086/125410 - ^ Брандт, К.; и др. (1983), «Древние записи и сверхновая Крабовидная туманность», Обсерватория , 103 :106, Бибкод : 1983Obs...103..106B
- ^ Зейлик, Майкл; Грегори, Стивен А. (1998), Введение в астрономию и астрофизику (4-е изд.), Saunders College Publishing, стр. 369, ISBN 978-0-03-006228-5
- ^ Сверхновые, нейтронные звезды и пульсары .
- ^ Сотрудничество HESS; Агаронян Ф.; Бенхали, Ф. Айт; Ашерслебен, Дж.; Ашкар, Х.; Бэкес, М.; Мартинс, В. Барбоза; Бацофин Р.; Бечерини, Ю.; Берге, Д.; Бернлёр, К.; Би, Б.; Бетчер, М.; Буассон, К.; Болмонт, Дж.; и др. (5 октября 2023 г.). «Открытие радиационной составляющей пульсара Вела, достигающей 20 тераэлектронвольт» . Природная астрономия . 7 (11): 1341–1350. arXiv : 2310.06181 . дои : 10.1038/s41550-023-02052-3 . ISSN 2397-3366 .
- ^ Сотрудничество HESS; Агаронян Ф.; Бенхали, Ф. Айт; Ашерслебен, Дж.; Ашкар, Х.; Бэкес, М.; Мартинс, В. Барбоза; Бацофин Р.; Бечерини, Ю.; Берге, Д.; Бернлёр, К.; Би, Б.; Бетчер, М.; Буассон, К.; Болмонт, Дж. (5 октября 2023 г.). «Открытие радиационной составляющей пульсара Вела, достигающей 20 тераэлектронвольт» . Природная астрономия . 7 (11): 1341–1350. arXiv : 2310.06181 . дои : 10.1038/s41550-023-02052-3 . ISSN 2397-3366 .
- ^ Бааде, Уолтер (1942), «Крабовидная туманность», Astrophysical Journal , 96 : 188, Бибкод : 1942ApJ....96..188B , doi : 10.1086/144446
- ^ Минковский, Рудольф (1942), «Крабовидная туманность», Astrophysical Journal , 96 : 199, Бибкод : 1942ApJ....96..199M , doi : 10.1086/144447
- ^ Стаелин, Дэвид Х.; Райфенштейн III, Эдвард К. (1968), «Пульсирующие радиоисточники вблизи Крабовидной туманности», Science , 162 (3861): 1481–3, Бибкод : 1968Sci...162.1481S , doi : 10.1126/science.162.3861.1481 , JSTOR 1725616 , PMID 17739779 , S2CID 38023534
- ^ «Пульсар NP 0532 возле Крабовидной туманности» Лавлейс, RVE, Саттон, Дж. М., Крафт, HD 1968, IAU Circ., № 2113, № 1
- ^ «Пульсар Крабовидной туманности NP 0532» 1969, Дж. М. Комелла, HD Craft, RVE Лавлейс, Дж. М. Саттон, Г. Л. Тайлер, Nature 221 (5179), 453-454.
- ^ Райфенштейн, III, Эдвард К.; Стаелин, Дэвид Х.; Брандейдж, Уильям Д. (1969), «Пульсар Крабовидной туманности NPO527», Physical Review Letters , 22 (7): 311, Бибкод : 1969PhRvL..22..311R , doi : 10.1103/PhysRevLett.22.311
- ^ Матвеенко Л.И. (1968), "Положение источника малого углового размера в Крабовидной туманности", Советская астрономия , 12 :552, Бибкод : 1968SvA....12..552M
- ^ Кок, WJ; Дисней, М.; Тейлор, DJ (1969), «Открытие оптических сигналов от пульсара NP 0532», Nature , 221 (5180): 525, Bibcode : 1969Natur.221..525C , doi : 10.1038/221525a0 , S2CID 4296580
- ^ «Моменты открытия – открытие пульсара» . History.aip.org . Проверено 14 марта 2024 г.
- ^ Натер, RE ; Уорнер, Б .; Макфарлейн, М. (1969), «Оптические пульсации в пульсаре Крабовидной туманности», Nature , 221 (5180): 527, Бибкод : 1969Natur.221..527N , doi : 10.1038/221527a0 , S2CID 4295264
- ^ Jump up to: а б Брамфил (2007), «ВВС получили раннее предупреждение о пульсарах», Nature , 448 (7157): 974–975, Bibcode : 2007Natur.448..974B , doi : 10.1038/448974a , PMID 17728726
- ^ «Прекрасные умы: Джоселин Белл Бернелл», документальный фильм BBC, трансляция 7 апреля 2010 г.
- ^ Шислер, Чарльз (2008). «Независимое открытие пульсаров в 1967 году» . Материалы конференции AIP . 983 : 642–645. Бибкод : 2008AIPC..983..642S . дои : 10.1063/1.2900320 .
- ^ Научное сотрудничество LIGO; Эбботт, Б.; Эбботт, Р.; Адхикари, Р.; Аджит, П.; Аллен, Б.; Аллен, Г.; Амин, Р.; Андерсон, С.Б.; Андерсон, РГ; Араин; Арайа, М.; Армандула, Х.; Броня, П.; Асо, Ю.; Астон, С.; Ауфмут, П.; Ольберт, К.; Бабак, С.; Балмер, С.; Бантилан; Бариш, Британская Колумбия; Баркер, К.; Баркер, Д.; Барр, Б.; Баррига, П.; Бартон, Массачусетс; Бастаррика, М.; Байер, К.; и др. (2008), «Преодоление предела уменьшения вращения гравитационных волн от пульсара в Крабах», Astrophys. J. , 683 (1): L45–L50, arXiv : 0805.4758 , Bibcode : 2008ApJ...683L..45A , doi : 10.1086/591526 , S2CID 250871270
И опечатка в Эбботт, Б.; и др. (2009), Астрофиз. J. , 706 (1): L203–L204, arXiv : 0805.4758 , Bibcode : 2009ApJ...706L.203A , doi : 10.1088/0004-637X/706/1/L203{{citation}}: CS1 maint: периодическое издание без названия ( ссылка ) - ^ Аменомори, М. (13 июня 2019 г.). «Первое обнаружение фотонов с энергией выше 100 ТэВ от астрофизического источника» . Физ. Преподобный Летт . 123 (5): 051101. arXiv : 1906.05521 . Бибкод : 2019PhRvL.123e1101A . doi : 10.1103/PhysRevLett.123.051101 . ПМИД 31491288 . S2CID 189762075 . Проверено 8 июля 2019 г.
