Tutkijat ovat ehdottaneet teoriaa, joka selittää pulssureiden radion säteilyn muodostumisen elektronien painovoimamuutosten kautta.
Ryhmä venäläisiä astrofysiikkoja kansallisesta tietotekniikan, mekaniikan ja optiikan tutkimusyliopistosta (Pietari) on kehittänyt teorian, joka selittää pulssarien säteilymekanismit radioalueella.
Pulsaareja kutsutaan ajoittain muuttuvan säteilyn kosmisiksi lähteiksi (sillä on "pulssi"). Se voi olla optisella, röntgen-, radio- ja gamma-alueella. Tähtitieteilijät uskovat, että pulsaattorit ovat neutronitähtiä, joilla on vahva magneettikenttä, joka on kallistettu suhteessa pyörimisakseliin, joten säteily pulsoi. Tämä on yleinen kuvaus, tarkkaa säteilymekanismia ei ole vielä määritetty.
N. Teplyakovin johtaman tutkimusryhmän The Astrophysical Journal -julkaisussa julkaistu artikkeli tarjoaa selityksen, joka sopii hyvin säteilyalueella havaittuihin säteilyominaisuuksiin. Pulsaattorien radiosäteilyllä on oma erityisyys: se esiintyy aina samalla taajuudella (koherentisti).
Säteilymekanismin selittämiseksi on olemassa useita hypoteeseja, mutta Pietarin tutkijoiden kehittämässä mallissa on parempi tarkkuus ja selkeä fysikaalinen merkitys. Oletetaan, että radioaaltoja lähetetään elektronien siirtymisen aikana energiatasojen välillä, jotka muodostuvat, kun sähköinen kaksikerros on vuorovaikutuksessa painovoiman kanssa.
Kaksoiskerros varautuneita hiukkasia esiintyy pulsaarin, joka koostuu plasmasta, yläpinnalle - tai "ilmakehälle". Neutronitähden gravitaatiokenttä on niin vahva, että varautuneet hiukkaset jakautuvat massan suhteen pintaan: raskaat ionit vetoavat voimakkaammin ja valoelektronit "kelluvat" ulos. Seurauksena on, että erotusta muodostaa paitsi massa, myös hiukkasten varaus: muodostuu kaksinkertainen sähkökerros. Elektroneihin vaikuttaa kaksi voimaa: toisaalta ne hylätään negatiivisesti varautuneelta kerrokselta, toisaalta siellä on voimakas gravitaatiovoima, joten ne eivät voi lentää ulkoavaruuteen.
Pyrkimällä tilaan, jolla on minimaalinen potentiaalienergia, elektronit putoavat potentiaalikuoppaan, jossa muodostuvat tietyt sidotut energiatilat. Energiatasojen välinen etäisyys riippuu painovoiman lujuudesta ja pulsareilla on keskimäärin 1,7 x 10−6 elektronivoltta, mikä vastaa radion säteilyä 400 megahertsin alueella.
Säteilyn koheesio selitetään tarkasti tasojen välisillä siirtymisillä: etäisyys niiden välillä on vakio.
Mainosvideo:
Myös säteilyn suuntaavuus selitetään. Pulsaarin magneettikenttä on erittäin voimakas ja vaikuttaa elektroneihin voimakkaammin kuin painovoima. Ja kuvattu mekanismi toimii vain lähellä napoja, joissa magneettikenttä on tasainen ja suunnattu kohtisuoraan pintaan nähden, kuten magneettinen. On myös otettava huomioon Landau-tasot, joita varautunut hiukkas voi käyttää liikuttaessaan magneettikentän poikki. Tähteen sähkökentän tulisi olla suunnattu pinnan suuntaisesti, jotta vältetään paikalliset häiriöt energian tasossa.
Sähköisen dipolin (ED-säteily) ja magneettisen dipolin (MD-säteily) säteilyn suunta pulsariin; Oikealla on esitetty energiatasot ja niiden väliset siirtymät, jotka aiheuttavat erityyppisiä säteilyä / N. Teplyakov et ai., The Astrophysical Journal.
Seurauksena siirtymät vierekkäisten gravitaatiotasojen välillä saman Landau-tason sisällä johtavat sähköiseen dipolisäteilyyn, joka jakautuu kohtisuoraan magneettikentän suuntaan, yhdensuuntaisena neutronitähden pinnan kanssa. Tämä säteily on lineaarisesti polarisoitunut ja sillä on puhaltimen muotoinen kulmaspektri.
Toinen mahdollinen siirtymätyyppi tapahtuu samanaikaisesti painovoima- ja magneettitasojen välillä. Tässä tapauksessa magneettidipolisäteily näkyy tähden akselilla, jolla on elliptinen polarisaatio. Tämä vaihtoehto on mahdollista pulsareille, joiden magneettikenttä on suhteellisen heikko, alle 1011 Gauss, koska sen toteuttaminen vaatii Landau-tasojen merkittävän täyttämisen.
Teoria voi auttaa selittämään tilanteita, jotka eivät ole vakiona radiopulssureille.
Anton Bugaychuk