Пульсары: открытие и исследования
Изучение астрономических объектов, испускающих мощные, строго периодические импульсы электромагнитного излучения в радиодиапазоне. Исследование механизма действия пульсара. Анализ строения нейтронных звезд. Определение расстояния от Земли до пульсара.
| Рубрика | Астрономия и космонавтика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.05.2015 |
| Размер файла | 13,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Контрольная работа
Пульсары.
Выполнила: Чурина Екатерина
ПУЛЬСАР, астрономический объект, испускающий мощные, строго периодические импульсы электромагнитного излучения в основном в радиодиапазоне. Энергия, излучаемая в импульсах, составляет лишь малую долю его полной энергии. Почти все известные пульсары находятся в нашей Галактике. У каждого пульсара свой период пульсаций; они лежат в диапазоне от 640 импульсов в секунду до одного импульса каждые 5 с. Периоды большинства пульсаров составляют от 0,5 до 1 с. Точные измерения показывают, что обычно период между импульсами возрастает на одну миллиардную долю секунды в сутки; как раз этого следует ожидать при замедлении вращения звезды, теряющей энергию в процессе излучения.
Открытие пульсаров в 1967 было большой неожиданностью, поскольку такие явления не предсказывались ранее. Вскоре стало ясно, что это явление связано либо с радиальными пульсациями, либо с вращением звезд. Но ни обычные звезды, ни даже белые карлики не могут естественным образом пульсировать с такой высокой частотой. Не могут они и вращаться так быстро - центробежная сила разорвет их. Это может быть только очень плотное тело, состоящее из вещества, предсказанного Л.Д.Ландау и Р.Оппенгеймером в 1939. В этом веществе ядра атомов вплотную прижаты друг к другу. Сжать вещество до такой степени может только гигантская сила тяжести, которой обладают лишь очень массивные тела, такие, как звезды. При огромной плотности ядерные реакции превращают большинство частиц в нейтроны, поэтому такие тела называют нейтронными звездами.
Обычные звезды, такие, как Солнце, состоят из газа со средней плотностью чуть больше, чем у воды. Белый карлик с такой же массой, но диаметром около 10 000 км имеет в центре плотность ок. 40 т/см3. У нейтронной звезды масса тоже близка к солнечной, но ее диаметр всего ок. 30 км и плотность ок. 200 млн. т/см3. Если бы до такой плотности сжать Землю, то ее диаметр составил бы ок. 300 м; при такой плотности все человечество уместилось бы в наперстке. По-видимому, нейтронная звезда может образоваться из центральной части массивной звезды в момент ее взрыва как сверхновой. При таком взрыве оболочка массивной звезды сбрасывается, а ядро сжимается в нейтронную звезду.
Наиболее детально исследован мощный пульсар PSR 0531 + 21, расположенный в Крабовидной туманности. Эта нейтронная звезда делает 30 оборотов в секунду и ее вращающееся магнитное поле с индукцией 1012 Гс «работает» как гигантский ускоритель заряженных частиц, сообщая им энергию до 1020 эВ, что в 100 млн. раз больше, чем в самом мощном ускорителе на Земле.
Полная мощность излучения этого пульсара в 100 000 раз выше, чем у Солнца. Менее 0,01% этой мощности приходится на радиоимпульсы, ок. 1% излучается в виде оптических импульсов и ок. 10% - в виде рентгеновского излучения. Оставшаяся мощность, вероятно, приходится на низкочастотное радиоизлучение и высокоэнергичные элементарные частицы - космические лучи.
пульсар нейронный звезда электромагнитный
Механизм действия пульсара
Пока существует лишь приближенная картина действия пульсара. Его основой служит вращающаяся нейтронная звезда с мощным магнитным полем.
Вращающееся магнитное поле захватывает вылетающие с поверхности звезды ядерные частицы и ускоряет их до очень высоких энергий. Эти частицы испускают электромагнитные кванты в направлении своего движения, формируя вращающиеся пучки излучения. Когда пучок оказывается направленным на Землю, мы принимаем импульс излучения. Не совсем ясно, почему эти импульсы имеют столь четкую структуру; возможно, лишь небольшие области поверхности нейтронной звезды выбрасывают частицы в магнитное поле. Частицы максимально высокой энергии не могут быть ускорены по отдельности; по-видимому, они образуют пучки, содержащие, возможно, 1012 частиц, которые ускоряются как единая частица. Это помогает понять и резкие границы импульсов, каждый из которых, вероятно, связан с отдельным пучком частиц.
Открытие
Первый пульсар открыли случайно в 1967 астрономы Кембриджского университета Дж. Белл и Э.Хьюиш. Испытывая новый радиотелескоп с аппаратурой для регистрации быстропеременного космического излучения, они неожиданно обнаружили цепочки импульсов, приходящих с четкой периодичностью. Первый пульсар имел период 1,3373 с и длительность импульса 0,037 с. Ученые назвали его CP 1919, что значит «кембриджский пульсар» (Cambridge Pulsar), имеющий прямое восхождение 19 ч 19 мин. К 1997 усилиями всех радиоастрономов мира было открыто более 700 пульсаров. Исследование пульсаров проводится с помощью крупнейших телескопов, поскольку для регистрации коротких импульсов необходима высокая чувствительность.
Строение пульсара
Нейтронные звезды имеют жидкое ядро и твердую кору толщиной ок. 1 км. Поэтому по структуре пульсары больше напоминают планеты, чем звезды. Быстрое вращение приводит к некоторой сплюснутости пульсара. Излучение уносит энергию и момент импульса, что вызывает торможение вращения. Однако твердая кора не позволяет пульсару постепенно становиться сферическим. По мере замедления вращения в коре накапливаются напряжения и наконец она ломается: звезда скачкообразно становится чуть более сферической, ее экваториальный радиус уменьшается (всего на 0,01 мм), а скорость вращения (в результате сохранения момента) немного возрастает. Затем вновь следует постепенное замедление вращения и новое «звездотрясение», приводящее к скачку скорости вращения. Так, изучая изменения периодов пульсаров, удается многое узнать о физике твердой коры нейтронных звезд. В ней происходят тектонические процессы, как в коре планет, и, возможно, образуются свои микроскопические горы.
Расстояние до пульсаров
Проходя от пульсара до Земли, радиоволны преодолевают межзвездную среду; взаимодействуя в ней со свободными электронами, они замедляются - чем больше длина волны, тем сильнее замедление. Измерив задержку длинноволнового импульса относительно коротковолнового (которая достигает нескольких минут) и зная плотность межзвездной среды, можно определить расстояние до пульсара.
Источники
http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/astronomiya/PULSAR.html
https://ru.wikipedia.org
http://www.astronet.ru/db/msg/1178076
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Исследование основ спектральной классификации звезд. Изучение спектра распределения энергии излучения по частоте и по длинам волн. Определение основных свойств излучающего объекта. Температура и давление на поверхности звезд разных спектральных классов.
реферат [147,1 K], добавлен 02.01.2017Механизм образования и эволюции основных объектов Вселенной. Типы звезд; процессы протекающие при образования сверхновой: нейтронные звёзды, пульсары, черные дыры. Эволюция звезд. Происхождение химических элементов в недрах звезды; термоядерный синтез.
реферат [54,6 K], добавлен 05.03.2013Происхождение звезд, их движение, светимость, цвет, температура и состав. Скопление звезд, звезды-гиганты, белые и нейтронные карлики. Расстояние от нас до звезд, их возраст, способы определения астрономических расстояний, фазы и этапы эволюции звезды.
реферат [28,1 K], добавлен 08.06.2010Определение расстояний до космических объектов. Определение расстояний до планет. Определение расстояний до ближайших звезд. Метод параллакса. Фотометрический метод определения расстояний. Определение расстояния по относительным скоростям.
реферат [32,6 K], добавлен 03.06.2004Астрономические наблюдения как основной способ исследования небесных объектов и явлений. Изучение особенностей наблюдения солнечной активности, Юпитера и его спутников, комет, метеоров, солнечных и лунных затмений, а также искусственных спутников Земли.
реферат [31,9 K], добавлен 17.04.2012Звёздная эволюция — изменения звезды в течение её жизни. Термоядерный синтез и рождение звезд; планетарная туманность, протозвезды. Характеристика молодых звезд, их зрелость, поздние годы, гибель. Нейтронные звезды (пульсары), белые карлики, черные дыры.
презентация [3,5 M], добавлен 10.05.2012Черные дыры как уникальные по своим свойствам продукты эволюции звезд, анализ сценариев их образования. Знакомство с особенностями нейтронных звезд. Характеристика методов радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой. Рассмотрение квантовых черных дыр.
реферат [42,1 K], добавлен 06.05.2014Атмосфера Земли. Диаметр и площадь поверхности Луны. Законы Кеплера. Исследование движения планет относительно Солнца. Размеры планетарных орбит. Определение расстояния до звезд методом горизонтального параллакса. Световой год. Планеты Солнечной системы.
презентация [3,2 M], добавлен 10.05.2016Типы двойных звезд и методы их изучения. Обмен веществом в тесных двойных системах. Характерные примеры двойных звезд. Компоненты двойных звезд. Опыта изучения двойных звезд. Создание теорий внутреннего строения звезд и теорий эволюции звезд.
курсовая работа [919,1 K], добавлен 17.10.2006Интерпретация: нейтронные звезды. Рентгеновские пульсары, радиопульсары. Источник энергии. Магнитосфера. Пульсары и космические лучи. Возраст пульсаров. Самый молодой пульсар. Пульсар на месте сверхновой.
реферат [54,5 K], добавлен 13.04.2003Понятие эволюции звезд. Изменение характеристик, внутреннего строения и химического состава звезд со временем. Выделение гравитационной энергии. Образование звезд, стадия гравитационного сжатия. Эволюция на основе ядерных реакций. Взрывы сверхновых.
контрольная работа [156,0 K], добавлен 09.02.2009Звезды - светящиеся небесные тела. Использование их расположения для навигации и ориентирования. Проведение астрономических исследований. "Градусники" для измерения звездных температур. Гиганты и карлики в мире звезд. Движение Земли по созвездиям зодиака.
презентация [730,7 K], добавлен 16.05.2013Характеристики звезды в качестве небесного тела. Современные представления о формировании звезд. Основная их классификация, описание различных видов небесных тел такого рода. Способы проведения астрономических измерений различных параметров звезд.
реферат [20,5 K], добавлен 18.02.2015Жизненный путь звезды и ее основные характеристики и разнообразие. Изобретение мощных астрономических приборов. Классификация звезд по физическим характеристикам. Двойные и переменные звезды и их отличия. Диаграмма спектр-светимости Герцшпрунга-Рассела.
реферат [4,0 M], добавлен 18.02.2010Предмет и задачи астрономии. Особенности астрономических наблюдений. Принцип действия телескопа. Видимое суточное движение звезд. Что такое созвездие, его виды. Эклиптика и "блуждающие" светила-планеты. Звездные карты, небесные координаты и время.
реферат [40,5 K], добавлен 13.12.2009Основные этапы в истории астрономии. История создания астрономических приборов. Развитие конструкций астрономических инструментов в Китае и Древней Греции. Распространение армиллярных сфер. Первые телескопические наблюдения, астрономические часы.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 26.05.2010Характеристика сущности экзопланет - иных планет, не принадлежащих Солнечной системе (внесолнечных планет). Изучение истории и этапов открытия экзопланет: астрометрический поиск, планеты у нейтронных звезд. Современные достижения в открытии экзопланет.
курсовая работа [40,2 K], добавлен 23.07.2010Изучение основных параметров планет Солнечной Системы (Венера, Нептун, Уран, Плутон, Сатурн, Солнце): радиус, масса планеты, средняя температура, среднее расстояние от Солнца, структура атмосферы, нналичие спутников. Особенности строения известных звезд.
презентация [1,4 M], добавлен 15.06.2010Из чего состоят звезды? Основные звездные характеристики. Светимость и расстояние до звезд. Спектры звезд. Температура и масса звезд. Откуда берется тепловая энергия звезды? Эволюция звезд. Химический состав звезд. Прогноз эволюции Солнца.
контрольная работа [29,4 K], добавлен 23.04.2007Двойные звезды. Открытие двойных звезд. Измерение параметров двойных звезд. Теплые двойные звезды. Рентгеновские двойные звезды. Характерные примеры двойных звезд Центавра. Сириус. Двойные звезды - две звезды, обращающиеся вокруг общего центра тяжести.
реферат [39,4 K], добавлен 19.01.2006
