Когда Джоселин Белл в 1967 году с помощью меридианного радиотелескопа впервые увидела потоки излучения пульсара, их строгая ритмическая периодичность настолько удивила астрофизиков, что некоторое время считалось, что это излучение — дело рук внеземной цивилизации.
Пульсары — класс звезд, чей принцип действия напоминает то, как работают маяки: от магнитных полюсов источника (нейтронной звезды) исходят радиоволны. Более полувека с момента открытия этого класса астрономических объектов природа их излучения оставалась загадкой для ученых.
Пролить свет на природу излучения пульсаров удалось недавнему открытию, осуществленному учеными из Центра вычислительной астрофизики университета Флэтайрона и их коллегам из университетов Польши и Принстона.
Текст исследования начинается с факта наличия у пульсаров сильных магнитных полей, которые отделяют электроны от поверхности звезды, а затем ускоряют их до экстремального состояния энергии. Акселерированные нейтроны в итоге начинают излучать высокоэнергетические гамма-лучи. Эти гамма-лучи при поглощении сверхсильным магнитным полем пульсара производят дополнительные электроны, а также их антиматериальных двойников — позитроны.
Эти новорожденные заряженные частицы «приглушают» электрические поля, заставляя их совершать осцилляции. Так вибрирующие электрические поля на фоне сильного магнитного поля пульсара провоцируют возникновение электромагнитных волн, выбрасываемых в космос.
Астрофизикам удалось комплексно приблизиться к проблеме природы пульсаров с помощью 2D-симуляции плазмы, окружающей магнитные полюса пульсара. Предыдущие симуляции имели масштаб только 1D, что не позволяло отобразить и, соответственно, изучить электромагнитные волны пульсаров.
Симуляция, созданная астрофизиками, показывает, как электрические поля пульсара ускоряют заряженные частицы. Акселерация производит фотоны, взаимодействующие с интенсивным магнитным полем, что вызывает возникновение пар электрон-позитрон, о работе которых говорилось выше.
В дальнейшем ученые планируют увеличить масштаб симуляции, что поможет приблизиться к тому, как работают настоящие пульсары, а также к пониманию временных рамок, в которые ритмизованное излучение пульсаров доходит до Земли.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.