天文学者は「箱の中のパルサー」モデルを作成します

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ビデオ: 2021-06-22 2022, 12月
天文学者は「箱の中のパルサー」モデルを作成します
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Anonim
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天文学者は、パルサー中性子星の近くの磁場と電場における荷電粒子の運動のコンピューターモデルを構築しました。 NASAのウェブサイトのプレスリリースによると、これは、そのような物体で観測されたガンマ線と電波パルスの生成のメカニズムを理解するのに役立ちます。この記事はTheAstrophysicalJournalに掲載されました。

パルサーは強力な磁場で急速に回転する中性子星であり、それらの磁極は強力な電波放射の源です。地球の観測者には、極の回転により、星からの放射が点滅し、消えて、再び現れているように見えます。この脈動は、信号の安定した周期で発生します。

通常、中性子星は、自身の軸を中心にミリ秒の回転周期で生まれ、その後、ゆっくりとエネルギーを失い、減速します(1秒から10秒の回転周期)。パルサーは、表面から荷電粒子を引き裂き、それらを高エネルギーに加速することができる超強力な電場を持っています。さらに、加速された粒子は、磁場の力線に沿って外側に移動し、電磁波を放出します。

さまざまな望遠鏡、たとえば、軌道を回るガンマ線観測所「フェルミ」からの観測により、かに星雲のパルサーを含む多くのパルサーでガンマ線バーストが明らかになりました。高エネルギー放射線は、電波源よりも中性子星からやや離れた場所から記録されていることが判明しましたが、発生のメカニズムとガンマ量子の源の正確な位置はよくわかっていません。ガンマ量子は、湾曲した磁場に沿って移動する縦方向の電場によって加速された電子(シンクロトロン放射と同様のいわゆる「屈曲」放射)によって放出される可能性があると想定されています。次に、パルサーの強い磁場の中で、ガンマ量子が電子と陽電子を生成するときに、1光子対生成のプロセスが発生します。

パルサー付近の荷電粒子の振る舞いを追跡するために、Constantinos Kalapotharakosが率いる天文学者の国際チームが、パーティクルインセル法を使用して新しいコンピューターモデルを作成しました。シミュレーションは、NASAの気候シミュレーションセンターのDiscoverスーパーコンピューターとエイムズ研究センターのPleiadesスーパーコンピューターで実行されました。このモデルを使用すると、回転する中性子星の近くで、さまざまなエネルギーの電子(青でマーク)と陽電子(赤でマーク)の軌道を追跡できます。エネルギーの異なる粒子の軌道は、明るさが異なります。

モデリングは、ほとんどの電子が磁極から離れて飛ぶ傾向があることを示しています。陽電子は主に低緯度で放出され、「現在のシート」と呼ばれる比較的微細な構造を形成します。 「葉」の中で最も高いエネルギーを持つ陽電子は、フェルミ望遠鏡の観測と同様のガンマ線を生成することができます。そして、平均的なエ​​ネルギーを持つ電子の集団の1つは、かなり異常な振る舞いを示しました-ライトシリンダーの境界(固体の回転速度が光の速度に達し、磁場がその特性を変える表面)に近づくとき。 、粒子は急激に減速し、反対方向に散乱する可能性があります。

先ほど、隣接する銀河で「若返り」パルサーがどのように発見されたか、天文学者が中性子星の合体から重力波を最初に聞いた方法、中性子星が神秘的な高速電波バーストとどのように関連していたかについて話しました。

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