Mokslininkai pasiūlė teoriją, paaiškinančią radijo spinduliuotės formavimąsi pulsarais per elektronų gravitacinius perėjimus.
Grupė Rusijos astrofizikų iš Nacionalinio informacinių technologijų, mechanikos ir optikos tyrimų universiteto (Sankt Peterburgas) sukūrė teoriją, paaiškinančią pulso spinduliavimo mechanizmą radijo diapazone.
- „Salik.biz“
Pulsoriai yra vadinami periodiškai kintančios radiacijos kosminiais šaltiniais (jis turi „impulsą“). Tai gali būti optinis, rentgeno, radijo ir gama diapazonas. Astronomai mano, kad pulsarai yra neutroninės žvaigždės, turinčios stiprų magnetinį lauką, kuris pasisukęs sukimosi ašies atžvilgiu, todėl radiacija pulsuoja. Tai yra bendras aprašymas, tikslus radijo išmetimo mechanizmas dar nenustatytas.
Straipsnyje, publikuotame „The Astrophysical Journal“ir kurį tyrinėjo N. Teplyakovo vadovaujama tyrimų grupė, pateikiamas paaiškinimas, kuris gerai sutinka su stebimais radiacijos spinduliais radijo diapazone. Radiatorių skleidžiami impulsai turi savitumą: jie visada vyksta tuo pačiu dažniu (nuosekliai).
Yra keletas hipotezių, paaiškinančių radiacijos mechanizmą, tačiau Sankt Peterburgo mokslininkų sukurtas modelis turi didesnį tikslumą ir aiškią fizinę prasmę. Manoma, kad perėjus elektronams tarp energijos lygių, kurie susidaro, kai elektrinis dvigubas sluoksnis sąveikauja su gravitaciniu traukos elementu, skleidžiamos radijo bangos.
Viršutiniame pulsaro „paviršiuje“arba „atmosferoje“, kurį sudaro plazma, atsiranda dvigubai pakrautų dalelių sluoksnis. Neutroninės žvaigždės gravitacinis laukas yra toks stiprus, kad įkrautos dalelės pasiskirsto per masę paviršiaus atžvilgiu: sunkieji jonai traukiasi stipriau, o šviesos elektronai „plūduriuoja“. Dėl to atsiskiria ne tik masė, bet ir dalelių krūvis: susidaro dvigubas elektrinis sluoksnis. Elektronams veikia dvi jėgos: viena vertus, jos yra atstumiamos nuo neigiamai įkrauto sluoksnio, kita vertus, yra galingas gravitacinis traukos objektas, todėl jos negali skristi į kosminę erdvę.
Siekdami būsenos su minimalia potencialia energija, elektronai patenka į potencialo šulinį, kur susidaro tam tikros surištos energijos būsenos. Atstumas tarp energijos lygių priklauso nuo gravitacijos stiprio ir pulsatoriams vidutiniškai yra 1,7 × 10–6 elektronų voltų, o tai atitinka radijo spinduliuotę 400 megahercų srityje.
Spinduliavimo darna paaiškinama tiksliai perėjimais tarp lygių: atstumas tarp jų yra pastovus.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Taip pat paaiškinamas radiacijos kryptingumas. Pulsaro magnetinis laukas yra labai galingas ir veikia elektronus stipriau nei gravitaciniai. Aprašytas mechanizmas veikia tik šalia polių, kur magnetinis laukas yra vienodas ir nukreiptas statmenai paviršiui, kaip ir magnetinis. Taip pat būtina atsižvelgti į Landau lygius, kuriuos įkrovusi dalelė gali užimti, judama per magnetinį lauką. Žvaigždės elektrinis laukas turėtų būti nukreiptas lygiagrečiai su paviršiumi, kad būtų išvengta vietinių energijos lygio trikdžių.
Elektrinio dipolio (ED spinduliuotės) ir magnetinio dipolio (MD spinduliuotės) spinduliuotės nukreipimas į pulsą; dešinėje pavaizduoti energijos lygiai ir perėjimai tarp jų, sukeliantys įvairaus tipo radiaciją / N. Teplyakov et al., „Astrophysical Journal“.
Dėl to perėjimai tarp kaimyninių gravitacinių lygių tame pačiame Landau lygyje lemia elektrinės dipolio spinduliuotės pasiskirstymą statmenai magnetinio lauko krypčiai, lygiagrečiai neutroninės žvaigždės paviršiui. Ši spinduliuotė yra tiesiškai poliarizuota ir turi ventiliatoriaus formos kampinį spektrą.
Antrasis galimas perėjimo tipas yra tarp gravitacinio ir magnetinio lygių vienu metu. Tokiu atveju žvaigždės ašis, kuriai būdinga elipsinė poliarizacija, atsiranda magnetinė dipolio spinduliuotė. Ši parinktis įmanoma impulsams, kurių magnetinis laukas yra palyginti silpnas, mažesnis kaip 1011 Gauss, nes jo įgyvendinimas reikalauja žymiai užpildyti Landau lygius.
Teorija gali padėti paaiškinti situacijas, kurios nėra standartinės radijo pulsatoriams.
Antonas Bugačiukas