Великолепная семерка

"Великолепная семерка" - это семь радиотихих близких одиночных нейтронных звезд, открытых спутником РОСАТ. Первый объект, звезда Волтера, был открыт в 1996 г. То что это одиночная близкая нейтронная звезда стало ясно практически сразу по экстремально большому отношению рентгеновского потока к оптическому. Но природа излучения оставалась неясной.
Великолепная семерка
Первое время основной гипотезой являлась аккреционная. Полагалось, что старая нейтронная звезда, движущаяся с небольшой скоростью (10-30 км/с) натягивает на себя вещество межзвездной среды. При падении газа на поверхность происходит разогрев до температуры порядка миллиона градусов, и мы видим рентгеновский источник.

Затем удалось измерить параллакс и скорость нейтронной звезды. Расстояние оказалось около 120 пк, а скорость - более 100 км/с. Т.о. аккреция не может являться источником энергии (даже если бы звезда и находилась на стадии аккреции, то светимость при такой скорости была бы очень низкой, однако, наши расчеты показывают, что при высокой скорости нейтронной звезде вообще не удается перейти на аккреционную стадию, если магнитное поле не затухает до очень низких значений). Разумно полагать, что все семь источников имеют одинаковую природу. И вот, аккрецией из межзвездной среды их не объяснить. Что же тогда?

Нейтронные звезды рождаются очень горячими, и затем постепенно остывают в начале за счет излучения нейтрино, а позже за счет излучения фотонов. Даже через сотни тысяч лет после рождения нейтронная звезда может быть горячее миллиона градусов. Т.о. возможно, что мы видим семь близких молодых горячих нейтронных звезд.

Можно попытаться оценить - не много ли целых семь молодых объектов для нашей ближайшей окрестности. Это было вначале сделано в работе Нойхаузера и Трюмпера, а затем более детально в статьях нашей группы. Расчеты показали, что и в самом деле, плотность молодых нейтронных звезд вокруг нас оказывается выше, чем это следует из средних данных по распределению радиопульсаров в Галактике.

В чем же дело? Мы предположили, что всему виной - Пояс Гулда. Это диск молодых звезд, имеющий возраст около 30-60 миллионов лет. Наши новые расчеты показывают, что избыток плотности нейтронных звезд легко объясняется избытком массивных звезд вокруг нас.

Однако, остается интересный вопрос. Являются ли эти семь нейтронных звезд типичными для Галактики в среднем или нет? Мы знаем менее 2000 нейтронных звезд, и большую часть составляют радиопульсары. А эта семерка - радиотихие. Что тут может быть не так?

Сразу можно выделить один параметр, который в среднем для нашей семерки не такой как у всех других - они более легкие. Почему так?

Нейтронные звезды разных масс остывают по разному. В своих расчетах мы использовали кривые остывания посчитанные группой астрофизиков из ФТИ им. Иоффе. Общее свойство всех моделей - более легкие нейтронные звезды остывают медленнее. Значит, наша семерка селектированная по высокой температуре оказывается селектированной и по массе. И это не удивительно!

Возраст Пояса Гулда более 30 миллионов лет. Значит, сейчас там взрываются самые маломассивные звезды из числа тех, что вообще могут взорваться. При этом самых массивных звезд уже нет. Детальные расчеты сверхновых показывают, что более массивные звезды дают и более массивные остатки, а менее массивные - относительно легкие остатки. Значит, не удивительно, что в Поясе Гулда в последние миллионы лет образуются именно маломассивные нейтронные звезды! Мы живем в области Галактики, где много молодых маломассивных (а значит горячих) нейтронных звезд.

Интересно, какие еще параметры, кроме температуры, могут оказаться связанными с массой. Первое, что приходит в голову, - магнитное поле. Однако, тут все не так-то просто. Давайте посмотрим, как могут быть взаимосвязаны масса и магнитное поле нейтронной звезды.

В стандартных моделях затухания поля в коре нейтронных звезд получается, что чем горячее звезда, тем быстрее затухает поле (это связано с худшей проводимостью коры более горячего объекта). Значит, если образовались две нейтронные звезды с одинаковым полем, но разной массой, то очень скоро более легкая будет более горячей (она медленнее остывает), и при этом она же будет менее замагниченной. Вроде бы все ясно, но ...

С другой стороны, если после взрыва сверхновой на поверхность нейтронной звезды выпадало много вещества (т.н. возвратная аккреция или fall-back), то это могло увеличить количество дефектов в коре звезды, что приведет в дальнейшем в ускорению распада поля. Разумеется, возвратная аккреция при этом увеличила массу нейтронной звезды. Так что с затуханием поля не все оказывается столь очевидным....

Обратимся теперь к самым первым минутам жизни нейтронной звезды. С одной стороны, как показано в работах Томпсона и его соавторов, процесс возвратной аккреции может способствовать генерации магнитного поля. Т.е. в процессе увеличения массы и поле будет возрастать. С другой стороны Паж и его соавторы показали, что сильная аккреция может "вбить" поле в нейтронную звезду. И тогда более массивные будут иметь меньшее поле.

Кроме того, сильное поле и быстрое вращение могут вообще предотвратить аккрецию за счет эффекта пропеллера. Тогда самые сильно замагниченные нейтронные звезды будут иметь наименьшую массу.

Видно, что ситуация очень запутанная, а провести прямые расчеты чрезвычайно сложно. Что же нам говорят наблюдения "великолепной семерки"? Лишь для одного объекта удалось оценить магнитное поле по наблюдению замедления вращения нейтронной звезды. Поле оказалось примерно в 10 раз выше, чем у среднего радиопульсара, но тем не менее это не сверхсильное магнитное поле, которое наблюдается и магнитаров. У шести других источников поле неизвестно. Так что и наблюдения тут пока помочь не могут.

Есть еще одна проблема. Если все семь источников - "близнецы-братья", то неясно, почему только у четырех из них обнаружены периоды (речь идет о периодических пульсациях потока излучения, что связано с вращением нейтронной звезды вокруг своей оси). Причем все они лежат в довольно узком диапазоне примерно от 10 до 20 секунд (эти периоды характерны для магнитаров - сильно замагниченных нейтронных звезд). У самого же известного объекта из семи - RX J1856 - период не обнаружен, и пределы на величину пульсаций очень жесткие (порядка процента!).

Василий Бескин предположил, что это можно объяснить "схождением осей" (alignment). В ходе этого процесса угол между магнитной осью и осью вращения уменьшается. Ясно, что если угол мал, то пульсаций нет. Однако, для "великолепной семерки" этот механизм должен действовать на очень короткой шкале - шкале остывания. А для обычных радиопульсаров мы знаем, что даже на масштабе времени жизни этих объектов (примерно на порядок больше времени остывания) никакого эффекта нет. Тогда надо объяснять, почему "великолепная семерка" столь сильно отличается от обычных радиопульсаров. Здесь мы опять приходим к гипотезе, что это может быть связано с тем, что эти семь источников "отобраны" по маленькой массе (т.е. по большому времени охлаждения).

Будущие исследования "великолепной семерки" смогут дать много важной информации для физики и астрофизики нейтронных звезд. Прояснится и сама природа этих объектов (например, почему они радиотихие так и не ясно, может быть все легкие нейтронные звезды "молчат" в радиодиапазоне из-за слишком низкого или, наоборот, слишком высокого магнитного поля, или из-за каких-то особенностей в строении коры?). Но уже сейчас понятно, что скорее всего это семь молодых горячих маломассивных нейтронных звезд, которые образовались в Поясе Гулда в последние миллионы лет.

   
автор: С.Б. Попов (ГАИШ, Москва; Университет Падуи, Италия)
Кроме того...
Аппендикс далеко не бесполезен
Ученые Школы медицины Университета Дьюка (Duke University Medical School), США обнаружили, что аппендикс, который ранее считался бесполезным и...
Кто над нами ходит вверх ногами?
Учёные давно задавались вопросом - каким образом муха ходит по стеклу и даже по потолку...
Темнокожие люди сильнее страдают от боли
Результаты нового исследования специалистов Университета Северной Каролины (University of North Carolina at...
  • Текущие обсуждения статей
Бионическая рука-протез
Телепортация - фантастика или реальность?
Ученые вывели формулу удачи
Смех не лечит раковых больных
Приливы и отливы вызывают сейсмические колебания
Нью-Йорк и Лос-Анджелес уйдут под воду к 2015-му году
Посмотреть весь форум

  • поиск статей на сайте
Введите фразу, слово или часть слова
Темы этого номера
Навстречу электронной бумаге и прозрачным дисплеям
Навстречу электронной бумаге и прозрачным дисплеям Навстречу электронной бумаге и прозрачным дисплеям
Совместные усилия учёных из Purdue University, Northwestern University и University of Southern California позволили сделать важных шаг на пути создания гибких и прозрачных электронных дисплеев
Ученые близки к созданию "умных" фотоаппаратов
Ученые близки к созданию "умных" фотоаппаратов Ученые близки к созданию
Ученые разрабатывают цифровые фотоаппараты нового поколения, способные стирать нежелательные элементы со снимков
Aerogenerator - ветряная турбина или произведение искусства?
Aerogenerator - ветряная турбина или произведение искусства? Aerogenerator - ветряная турбина или произведение искусства?
При словах "ветряная электростанция" вам, наверняка, приходит на ум гигантский трёхлопастный пропеллер, вращающийся на вершине тонкой башни. И в этом — проблема
Истинный чёрный металл
Истинный чёрный металл Истинный чёрный металл
Американские учёные из университета Рочестера (University of Rochester) утверждают, что смогли создать истинный чёрный металл, который может поглотить фактически весь падающий на него свет. Исследователи также говорят
Робот-гуманоид заменит гастарбайтеров
Робот-гуманоид заменит гастарбайтеров Робот-гуманоид заменит гастарбайтеров
Японские специалисты близки к созданию идеального работника, который не будет жаловаться на дождь, сколький пол и прочие плохие условия
Рюкзак-самолет и сапоги-скороходы
Рюкзак-самолет и сапоги-скороходы Рюкзак-самолет и сапоги-скороходы
Пытливый человеческий ум веками решает мучительные проблемы: как бы взлететь, да повыше; и прыгнуть, да подальше
Устройство против аварий
Устройство против аварий Устройство против аварий
Японские производители разработали устройство, предупреждающее водителя об опасности столкновения с впереди идущей машиной
Новый прибор поборол рак мозга
Новый прибор поборол рак мозга Новый прибор поборол рак мозга
Специалисты из израильской компании NovoCure, а также ряда научных и медицинских учреждений Европы и США провели первые клинические испытания устройства, которое борется с раком при помощи переменных электрических полей
Великолепная семерка
Великолепная семерка Великолепная семерка
"Великолепная семерка" - это семь радиотихих близких одиночных нейтронных звезд, открытых спутником РОСАТ. Первый объект, звезда Волтера, был открыт в 1996 г
Еще одно доказательство жизни вне Земли
Еще одно доказательство жизни вне Земли Еще одно доказательство жизни вне Земли
Ученые Гарвардского Университета предположили факт наличия у планет земного типа тектонических плит
Обнаружены белые карлики с углеродной атмосферой
Обнаружены белые карлики с углеродной атмосферой Обнаружены белые карлики с углеродной атмосферой
Патрик Дюфур (Patrick Dufour), астроном из университета Аризоны в Тусоне (University of Arizona), вместе со своими коллегами из США, Канады и Франции обнаружил новый тип белых карликов
Астрономы наблюдают за рождением множества миниатюрных планетных систем
Астрономы наблюдают за рождением множества миниатюрных планетных систем Астрономы наблюдают за рождением множества миниатюрных планетных систем
Новое исследование британских и канадских астрономов позволило отыскать свидетельства формирования миниатюрных аналогов планетных систем, не похожих на нашу собственную Солнечную систему
Раннее перерезание пуповины может повредить младенцу
Раннее перерезание пуповины может повредить младенцу Раннее перерезание пуповины может повредить младенцу
Перерезание пуповины сразу после рождения ребенка не полезно ни ему, ни матери, сообщает ВВС мнение британских акушеров, опубликованное в статье в «Британском медицинском журнале» (British Medical Journal)
Дежа вю больше не загадка
Дежа вю больше не загадка Дежа вю больше не загадка
Ученые Массачусетского Технологического университета установили, какая часть мозга отвечает за возникновение дежа вю – чувства «уже увиденного»
Мозг в состоянии перестраиваться самостоятельно
Мозг в состоянии перестраиваться самостоятельно Мозг в состоянии перестраиваться самостоятельно
Наука убедилась в том, что мозг взрослого человека хранит в себе огромные ресурсы «нейропластичности» - способности менять свою структуру и функции в зависимости от полученного опыта
Человеческий мозг плохо воспринимает жесты иностранцев
Человеческий мозг плохо воспринимает жесты иностранцев Человеческий мозг плохо воспринимает жесты иностранцев
Знакомые наблюдателю жесты, исполняемые представителем чужой культуры, вызывают слабую реакцию нервной системы, показали исследования группы из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA)
Динозавры и их предки жили в один период
Динозавры и их предки жили в один период Динозавры и их предки жили в один период
Найденные в северной части штата Нью-Мексико (США) ископаемые останки показали, что предки динозавров и сами динозавры сосуществовали вместе несколько десятков миллионов лет
Гриб высотой в 9 метров
Гриб высотой в 9 метров Гриб высотой в 9 метров
Эта загадка не давала покоя палеонтологам 150 лет. Нечто, именованное Prototaxites, нельзя было уверенно отнести не то что к семейству или роду, но ни к одному биологическому царству
Амазонка – самая длинная река
Амазонка – самая длинная река Амазонка – самая длинная река
Бразильские ученые сделали сенсационное открытие. Они нашли научные доказательства того, что Амазонка является наиболее длинной рекой в мире
Почему древние животные обладали исполинским ростом
Почему древние животные обладали исполинским ростом Почему древние животные обладали исполинским ростом
В начале августа в Австралии, в пещерах Дженолан (штат Новый Южный Уэльс) была обнаружена окаменелая челюсть зверька вомбата. Этот доисторический обитатель южного континента жил 40 тыс. лет назад
Отбойный молоток
Отбойный молоток Отбойный молоток
Мало кто обращает внимание на дорожных рабочих. Ну копошатся там какие-то люди в ярко-оранжевых жилетках – подумаешь, большое дело! Их инструмент вообще никто не замечает
Плавающие пирамиды
Плавающие пирамиды Плавающие пирамиды
Лучше гор быть могут только пирамиды. И правда, что возможно сделать из горы? Ничего! А из пирамиды – всё, что угодно: хоть самовары, хоть клюшки. Из неё можно сделать дом, а то и целый отель

 
  • Главные темы / архив
№082текущий номер Технологии
Биоклиматическое здание
    

    

    

    

    

 
  • Человек
  • Планета Земля
  • Гриб высотой в 9 метровГриб высотой в 9 метров
    Эта загадка не давала покоя палеонтологам 150 лет. Нечто, именованное Prototaxites, нельзя было уверенно отнести не то что к семейству или роду, но ни к одному биологическому царству
  • Амазонка – самая длинная рекаАмазонка – самая длинная река
    Бразильские ученые сделали сенсационное открытие. Они нашли научные доказательства того, что Амазонка является наиболее длинной рекой в мире
  • Почему древние животные обладали исполинским ростомПочему древние животные обладали исполинским ростом
    В начале августа в Австралии, в пещерах Дженолан (штат Новый Южный Уэльс) была обнаружена окаменелая челюсть зверька вомбата. Этот доисторический обитатель южного континента жил 40 тыс. лет назад
  • Динозавры и их предки жили в один периодДинозавры и их предки жили в один период
    Найденные в северной части штата Нью-Мексико (США) ископаемые останки показали, что предки динозавров и сами динозавры сосуществовали вместе несколько десятков миллионов лет
  • История изобретений
  • Отбойный молотокОтбойный молоток
    Мало кто обращает внимание на дорожных рабочих. Ну копошатся там какие-то люди в ярко-оранжевых жилетках – подумаешь, большое дело! Их инструмент вообще никто не замечает
  • Чёрный ящик
  • Плавающие пирамидыПлавающие пирамиды
    Лучше гор быть могут только пирамиды. И правда, что возможно сделать из горы? Ничего! А из пирамиды – всё, что угодно: хоть самовары, хоть клюшки. Из неё можно сделать дом, а то и целый отель
  • Воля случая
  • Технологии
  • Техника
  • Рюкзак-самолет и сапоги-скороходыРюкзак-самолет и сапоги-скороходы
    Пытливый человеческий ум веками решает мучительные проблемы: как бы взлететь, да повыше; и прыгнуть, да подальше
  • Новый прибор поборол рак мозгаНовый прибор поборол рак мозга
    Специалисты из израильской компании NovoCure, а также ряда научных и медицинских учреждений Европы и США провели первые клинические испытания устройства, которое борется с раком при помощи переменных электрических полей
  • Устройство против аварийУстройство против аварий
    Японские производители разработали устройство, предупреждающее водителя об опасности столкновения с впереди идущей машиной
  • Робот-гуманоид заменит гастарбайтеровРобот-гуманоид заменит гастарбайтеров
    Японские специалисты близки к созданию идеального работника, который не будет жаловаться на дождь, сколький пол и прочие плохие условия
  • Космос
006