Магнитосфера
Возможность и даже необходимость существования такого облака довели американские астрофизики-теоретики П. Голдрайх и В. Джулиан. Яны изучили электромагнитные явления, происходящие ни на световом цилиндре, где рождается магнитно-дипольное излучение, а сблизи самой поверхности нейтронной звезды. Тут намагниченная нейтронная звезда способная “работать” сродни динамомашине: ее вращение вызывает появление сильных электрических полей, а с ими и токов, т. е. направленных движений заряженных частиц. Отношение электрической силы к силы тяжести, испытываемой электронам, очень заглавно:
Токая же пометка для протона показывает, что действенная на его электрическая сила в миллиард раз более силки притяжения к нейтронной звезды. Это означает, что силки притяжения целиком несущественные для заряженных частиц по сравнению с электрическими силками в самой поверхности нейтронной звезды. Электрические силки тут необычно большие и они способные беспрепятственно управлять движениям электронов и протонов: они могут отрывать их от поверхности нейтронной звезды, ускорять их, сообщая частицам огромные энергии. Электрическая сила, действенная в поле на частицу о заряде , свершает на пути частицы работу. Значить проходя в электрическом поли расстояние, сравнительное с радиусом нейтронной звезды (например, от экватора к одного с полюсов), частица приобретает энергию
Это действительно огромная энергия, на много порядков которая превышает даже энергии покоя электрона и протона. Гигантская энергия частиц соответствует их скоростям движения, наступающим к скорости света, а фактическо совпадающим с ей. Частицы высоких энергий, отрываемые от поверхности нейтронной звезды и ускоряемые сильным электрическим полем, создают поток, исходящий от нейтронной звезды и похожий на солнечный или звездный ветер. Магнитное поле восхищает этот поток в вращение вместе о нейтронной зоркой. Да кругом ее возникает которая расширяется и что вертится магнитосфера. Рождение и ускорение частиц, образующих магнитосферу, требует значительной энергии, которая черпается с кинетической энергии вращения нейтронной звезды. Теоретический анализ, проведенный П. Голдрайхом и В.; Джулианом, показывает, что на это тратится приблизительно столько же энергии, сколько и на магнитно-дипольное излучение. При этом и само магнитно-дипольное излучение пополняет запас энергии магнитосферы, оно практично ни выходить наружу и поглощается магнитосферой, сообщая свою энергию ее частицам. Нет сомнения, что именно в магнитосфере нейтронной звезды и разыгрываются многообразные физические процессы, определяющие все наблюдаемые проявления пульсара. Полной и исчерпывающей теории этих процессов пока нет; теория радиопульсаров находиться во время развитий, и даже на главные вопросы она еще ни может дать оконченного и убедительного ответа. Нас, прежде всего интересовать, как возникает направленность в излучения пульсара, которая создает этот натуральный радиомаяк. Теперь можно высказать только самые предыдущие мнения, ни претендующих на строгую доказательность, но содержащие, тем не менее, шеренга важных идей. Достоверно, надо исходить с того, что частицы высокой энергии, которые заполняют магнитосферу пульсара, способные излучать электромагнитные волны очень высокой частоты, или, на квантовом языке, фотоны очень высокой энергии. Один с физических механизмов излучения связанный с движением частиц в сильных магнитных полях. Частицы проистекают главным образом вдоль магнитных силовых линий, а ведь силовые линии изогнутые, движение частиц ни может быть прямолинейным и равномерным. Отклонение же от прямолинейного и равномерного движения означает ускорение (или торможение) частицы и, таким образом, сопровождается излучением электромагнитных волн. Согласно расчетам электромагнитные волны такого происхождения принадлежать к гаммы-диапазона. В свою очередь гаммо-фотоны способные рождать (в присутствия сильного магнитного поля) пары электронов и позитронов. Электроны и позитроны тоже излучают электромагнитные волны при своем двигал в магнитном поли, а эти новые волны способные рождать новые пары частиц и т.д. Такой каскад процессов развивается главным образом сблизи магнитных полюсов нейтронной звезды, где сходятся магнитные силовые линии и поле в особенности заглавно. Тут формируются, как можно считать, направленные потоки согласованно которые двигаются частиц, которые - как в антенне - излучают согласованно и направленно, созидающий луч пульсара. Магнитная вот звезды ни совпадают с ее осью вращения, и потому этот луч крутиться сродни лучу маяка. Но как в действительности это отбывается, еще предстоит выяснить.
Основное частное энергии вращения, теряемой нейтронной звездой, преобразуется ни в наблюдаемое излучение пульсара, а в энергию частиц, ускоряемых в магнитосфере нейтронной звезды. Радиопульсары являются, таким образом, могучим источником частиц высоких энергий. Электроны высоких энергий, рождаемые пульсарам Крабовидной мглистости, непосредственно выявляют себя в свечения мглистости. О этом речь впереди, а тут стоит сказать несколько слов о эволюции и следующей судьбе радиопульсаров. С течением времени пульсар утрачивает свою энергию вращения и магнитную энергию, да что постепенно и частота вращения, и магнитное поле нейтронной звезды убывают. Из-за этого уменьшается электрическое поле в поверхности звезды, снижается эффективность отрыва частиц и их ускорения. Рано или поздно частицы высоких энергий перестанут рождаться, и радиоизлучение пульсара остановиться. Когда бы радиопульсар составов пору вместе с обычной звездой, он мог бы тогда превратиться в барстер, излучение которого питается аккреционным потоком, увлекаемым с поверхности звезды-компаньона. Но (за очень редким исключением, как говорилась) радиопульсары - это единичные нейтронные звезды, а ни членов тесных двойных систем. И тем не менее свечение, хотя и довольно слабое, все же может возникать. По мнению советского астрофизика А. И. Цыгана оно может быть обязанное аккреции нейтрального межзвездного газа, сквозь который двигается потухший радиопульсар. Излучению такого происхождения отвечает светимость
, и большая часть выпускаемых квантов принадлежит гаммо-диапазона. Поиски таких бывших пульсаров, а теперь гаммо-звезд - одна с интересных задач гаммо-астрономии.