Всем привет, народ!
Сегодня будет ещё один звезданутый выпуск нашего звезданутого подкаста, потому что меня попросили обсудить всякие квазары и пульсары. Так что, не откладывая в долгий ящик – погнали!
И вот вам для начала ютубчик:
А вот вам аудиоверсия на ЯМ:
Если вы хотите послушать про звёзды – идите в выпуск «Как зажигать звёзды», а мы пойдём обсуждать всякие прикольные штуки.
И начнём мы с пульсара.
Просто потому что более-менее говорящее название. Итак, на сегодняшний день мы считаем, что пульсар – это нейтронная звезда, в которой ось вращения вокруг своей оси и магнитная ось не совпадают. Давайте подробнее. Про нейтронные звёзды я уже рассказывал подробнее в выпуске «Как зажигать звёзды», но напомню вкратце. Это звёзды радиусом от 10 до 20 километров, в которых вещество настолько плотное, что выталкивает всё, кроме нейтронов наружу. На наружном слое, около километра в толщину, можно предположить наличие всяких атомов и молекул, но всё же… Такие звёзды и вращаются быстрее обычного. Сейчас объясню, почему. Кто-то может помнить слова «космическая скорость». Кто-то даже помнит, что есть первая и вторая космические скорости. Кто-то особо звезданутый знает о третьей, четвёртой и предполагаемой пятой скоростях. Что это такое? Первая космическая скорость – это минимальная скорость, с которой должен двигаться объект, чтобы зависнуть на орбите Земли и не упасть на неё. Как МКС, или спутники, например. Вторая космическая нужна для того, чтобы преодолеть гравитационное воздействие нашей планеты и улететь отсюда к чёртовой бабушке. Остальные относятся уже к звёздным системам, галактикам и прочая и прочая. Нам нужны только первые две. Итак, чтобы газообразное вещество на поверхности нейтронной звезды не распалось никуда, оно должно двигаться на первой космической скорости для массы звезды. Если что-то будет двигаться со второй космической скоростью – оно разлетится наружу. Формулы там довольно простые. Первая космическая в квадрате – это масса объекта, умноженная на гравитационную постоянную (это которая большая G, а не наши девять и восемь метров в секунду за секунду) и поделённая на радиус объекта. Вторая космическая скорость в квадрате – это та же формула, умноженная на два.
Прям конкретные цифры считать мы не будем, но прикинем, что масса нейтронной звезды сравнима с солнечной, а радиус, как мы помним – около 10-20 километров. Так что мы делим очень большую массу на очень небольшой радиус и умножаем на постоянную. Получим огромную первую космическую скорость для звезды и ещё больше – для второй. Ещё раз. Если звезда будет вращаться со второй космической скоростью – её разорвёт просто, а если будет вращаться медленнее первой – начнёт схлопываться внутрь себя. Газ на поверхности просто начнёт падать ниже.
А теперь к цифрам: самый быстрый пульсар совершает 766 оборотов вокруг себя в секунду. Самый медленный – совершает полный оборот почти за 7 часов.
Ну хорошо, разобрались с вращением нейтронных звёзд. При чём тут пульсары? Всё довольно просто. Раз уж на поверхности таких звёзд всё равно есть какое-то вещество, кроме нейтронов, значит, есть заряженные частицы. А заряженные частицы при вращении создают магнитное поле. Появляются магнитные полюса, как у нас на Земле. И эти полюса могут не совпадать с осью, по которой вертится наша нейтронная звезда. Как у Земли. Если для вас это шок-контент, то советую подумать на досуге о полярных днях и ночах.
Так вот, представьте себе клубок, в который воткнуты две спицы. Воткнуты под углом друг к другу, как полагается.
Начнём вращать клубок за одну спицу, а другая в это время будет описывать нам конус. Представили? Так вот, как раз эти движения по световому конусу и дают нам в телескопы пульсирующую картинку. То есть, пульсары получили своё название от того, что долбили наши телескопы пульсирующим излучением, аки светомузыка на деревенской дискотеке.
В зависимости от характеристик магнитного поля и вращения, звезда из своих полюсов выплёвывает волны разной длины. Так мы различаем радиопульсары, рентгеновские пульсары, оптические пульсары
Ладно, погнали дальше. Возьмём что-то полегче, чтобы передохнуть. Магнетары. Это тоже нейтронные звёзды со всеми вытекающими. Только у них магнитное поле ужасающе сильное, и оси вращения самой звезды и магнитного поля вполне себе совпадают. В отличие от пульсаров, магнетары живут меньше и не излучают в радиодиапазоне. Как правило, это вообще гамма-излучение близкое к рентгеновскому. То есть, очень маленькая длина волны. Вот и всё про магнетары. Говорил же – полегче.
И на этом мы заканчиваем с одиночными звёздами и переходим к совсем интересным штуковинам.
Сначала я вам скажу страшную штуку. В центре многих галактик живут сверхмассивные чёрные дыры. В нашей тоже. И всем норм. Прикол номер два. Плотность вещества сверхмассивной чёрной дыры может быть даже меньше плотности воздуха. Всё зависит от радиуса Шварцшильда. Этот радиус устанавливает рамки, в которые надо поместить массу для того, чтобы считать всё это чёрной дырой. Для Земли радиус Шварцшильда равен примерно сантиметру. Я говорил об этом в самом первом выпуске подкаста – заходите туда за подробностями.
Итак, в ядрах галактик мы находим сверхмассивные чёрные дыры. Многие уже поняли, что дальше речь пойдёт о квазарах. Квазар – это практически эмбрион галактики вокруг такой чёрной дыры. Суть в том, что чёрная дыра вокруг себя формирует аккреционный диск. Это горячий и яркий диск вещества, которое падает на поверхность какого-то тела. В нашем случае – сверхмассивной чёрной дыры. Помните, как сгорает падающая звезда? Практически те же процессы происходят в аккреционном диске постоянно. И эти диски такие яркие, что мощность их излучения в десятки и сотни раз больше суммарного излучения всех звёзд в нашем Млечном Пути. Помните фотографию чёрной дыры, которая не так давно будоражила новостные агрегаторы?
Вот как раз это и была фотка аккреционного диска. В принципе, пик распространения квазаров уже прошел около 10 миллиардов лет назад. Это как раз то время, когда активно формировались галактики. Самый старый квазар, который мы сегодня знаем, сформировался всего через 690 миллионов лет после Большого взрыва.
Чем ещё интересны квазары? Раз уж это галактические ядра – значит, они расположены очень далеко от нас и выглядят совсем неподвижными. Ну и раз уж они такие яркие – их видно на очень далёких расстояниях. Поэтому их называют маяками Вселенной. Вообще – удивительный факт, что самыми яркими объектами Вселенной в итоге стали чёрные дыры.
Название квазары получили от слова «квазизвёздный». То есть, подобный звезде. Такие дела.
Погнали дальше. В этом выпуске осталось ещё поговорить про блазары и микроквазары и это тоже разновидности квазаров. Вообще, есть ещё квазаги и прочие приколы, но об этом, наверное, как-нибудь в другой раз.
Давайте начнём с микроквазаров. История та же самая. Аккреционный диск, высокая светимость, все дела. Только это уже система из двух тел. Одно высасывает другое. Обычно мы говорим о чёрной дыре, или нейтронной звезде, которые высасывают звезду-компаньона. Процесс высасывания, кстати, называется аккрецией. Если говорить в рамках строгих терминов, то аккреция – это процесс приращения массы небесного тела путём гравитационного воздействия на материю из окружающего пространства.
Так вот, микроквазары очень похожи на квазары по своему принципу, но вот масштабами не дотягивают, отсюда и название. Обычно, они являются источниками переменного излучения в рентгеновском и радиодиапазонах. Периоды этих излучений разные. Для радиоволн – это от нескольких дней до нескольких недель, а для рентгеновского диапазона – от десятков секунд до нескольких минут.
Ну и из интересных для меня лично штуковин остались блазары.
Это разновидность квазаров. Прикол в джетах. Это струи плазмы, вырывающиеся из довольно плотных объектов типа квазаров, чёрных дыр и прочих странных штуковин. Помните, мы уже говорили про клубок ниток и спицу? Вот так это дело и выглядит. Так вот, блазары повёрнуты джетом к наблюдателю, то есть фактически – они слепят нам в телескопы своими джетами, как лазерной указкой, поэтому считаются одними из самых ярких объектов на небе. А в остальном это такие же квазары.
UPD: Я здесь вырезал огромный кусок текта, в котором звал на давно прошедший стрим, и ещё что-то утратившее актуальность. А выпуск уже закончился, да)
Лайки, репосты, все наши интернет-ритуалы приветствуются. Так вы можете помочь распространить этот подкаст.
На этом пока что всё, народ.
С вами был Роман Юдаев,
Услышимся в следующем выпуске.