Компьютерра PDA 08.05.2010-14.05.2010 - страница 21
"Великое объединение" для нейтронных звезд
Автор: Сергей Попов (ГАИШ МГУ)
Опубликовано 12 мая 2010 года
В современной физике высоких энергий есть такое важное и красивое понятие, как "Великое объединение". Это та самая "теория всего" или "единая теория", которую также называют "мечтою Эйнштейна". Сейчас мы знаем четыре фундаментальных взаимодействия: гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое ядерные. Им соответствуют свои константы взаимодействия. Идея состоит в едином описании всех четырёх.
Первым шагом в объединении физических взаимодействий было создание теории электромагнетизма (ведь когда-то электрическое и магнитное взаимодействия почитали за два принципиально разных феномена). Вторым - создание электрослабой теории, объединившей электромагнетизм и слабое взаимодействие.
Полное экспериментальное подтверждение этой модели было получено более 25 лет назад. Третий шаг - Большое объединение, которое добавит в единое описание сильное ядерное взаимодействие. Наконец, Великое - объединит всё. Аналогичное стремление к единому описанию на первый взгляд разных объектов или явлений присутствует и в других областях науки. У нас речь пойдет о нейтронных звездах.
После того, как в 1967 году были открыты радиопульсары, быстро возникла простая ясная картина, в которой все нейтронные звезды рождались очень похожими друг на друга с массами около 1.4 солнечной, магнитным полем примерно 10>12 гаусс (поле на поверхности Земли и Солнца примерно 1 гаусс) и периодом вращения около 10-20 миллисекунд. Именно таков пульсар в Крабовидной туманности - самая известная нейтронная звезда. Но действительность оказалась намного интереснее.
По всей видимости, нейтронные звезды - это самые интересные астрофизические объекты. Сверхсильные магнитные поля, сверхвысокая плотность в недрах, сверхсильная гравитация на поверхности, гигантские сверхтекучие вихри, сверхбыстрое вращение... Не удивительно, что набор этих "сверх" и "супер" приводит к существованию разнообразных типов источников.
Сейчас мы знаем самые разные виды молодых нейтронных звезд. Кроме обычных радиопульсаров, это, во-первых, магнитары. Они излучают энергию, запасённую в их магнитном поле. Это может происходить бурно - в виде вспышек. Или спокойно, когда электрические токи (которые и создают магнитное поле) тихонько затухают в коре нейтронной звезды, нагревая её. Если источник открыт по вспышечной активности, то его называют источником мягких повторяющихся гамма-всплесков (МПГ). Если же в начале открывается слишком горячая нейтронная звезда, от которой видно строго переменное рентгеновское излучение, то источник получает наименование аномальный рентгеновский пульсар (АРП). При этом, как правило, у МПГ в конце концов открывают пульсирующее рентгеновское излучение, а у АРП - вспышки. Все магнитары не только излучают энергию магнитного поля, но и сами эти поля у них в сотни раз больше, чем у радиопульсаров.
Во-вторых, есть антимагнитары. Это молодые одиночные компактные объекты со слабыми магнитными полями (в сотни раз меньше, чем у радиопульсаров). Их открывают в центрах остатков сверхновых. Они светят за счет остаточного тепла - ведь нейтронные звезды рождаются во взрыве сверхновых, будучи очень горячими, а потом десятки или даже сотни тысяч лет могут быть видны как рентгеновские источники.
Третья важная группа - это молодые близкие остывающие нейтронные звезды. Сейчас их известно семь штук, и называют их "Великолепная семёрка" (хотя уже появились и несколько более далекие новые кандидаты в этот тип объектов). Эти нейтронные звезды не вспыхивают, как магнитары, и от них не видно радиоимпульсов. Магнитные поля у них слабее, чем у магнитаров, но сильнее, чем у обычных радиопульсаров.
Наконец, есть группы или единичные примеры объектов, свойства которых пока как следует не выяснены. В первую очередь это так называемые вращающиеся радиотранзиенты (rotating radio transients - RRATs). Они испускают короткие (миллисекунды) очень мощные радиоимпульсы. Но с точки зрения магнитных полей и периодов могут быть похожими и на радиопульсары, и на объекты Великолепной семёрки.
