Радиоастрономиядағы айналмалы радио импульстары құбылысы
Rotating radio transient
Айналмалы радио жылдамдықтары (RRATs) – радиотолқындарды шашыратып жіберетін нейтронды жұлдыздар. 100-ден астам RRAT ашылған, импульстары қысқа және өзгергіш.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Радиоастрономиядағы құбылыс. Ротациялық радио транзиенттері (RRAT) – қысқа, орташа жарықтықпен сипатталатын радио импульстарының көздері, алғаш рет 2006 жылы табылды. RRAT-тар пульсарлар деп есептеледі, яғни айналатын, магниттелген нейтронды жұлдыздар, олар белгілі пульсарлардың көпшілігіне қарағанда сирек және/немесе импульстен импульске дейін өзгеруі жоғары. RRAT-тың жұмыс істеп тұрған анықтамасы – бұл жарқын жеке импульстарды іздеу кезінде, Фурье доменіндегі іздеулерге қарағанда оңай анықталатын пульсар. Сондықтан, 'RRAT' – олардың қалай табылғанының белгісі ғана, және пульсарлардан ерекше нысандар класын білдірмейді. 2015 жылдың наурыз айына дейін 100-ден астам жағдай тіркелді.
Phenomenon in radio astronomy
Rotating radio transients (RRATs) are sources of short, moderately bright, radio pulses, which were first discovered in 2006. RRATs are thought to be pulsars, i. e. rotating magnetised neutron stars which emit more sporadically and/or with higher pulse to pulse variability than the bulk of the known pulsars. The working definition of what a RRAT is, is a pulsar which is more easily discoverable in a search for bright single pulses, as opposed to in Fourier domain searches so that 'RRAT' is little more than a label (of how they are discovered) and does not represent a distinct class of objects from pulsars. as of March 2015 over 100 have been reported.
Жалпы сипаттамалары
RRAT-тан шығатын импульстардың ұзақтығы қысқа, бірнеше миллисекундқа созылады. Импульстардың қарқындылығы 1,4 ГГц жиілігінде бірнеше Янски ток тығыздығына ие пульсарлардан байқалған ең жарқын импульстармен салыстыруға болады. Анықталған жарылыстар арасындағы уақыт интервалы секундтан (бір импульс периоды) сағатқа дейін өзгереді. Сондықтан RRAT-тан радиоэмиссияны әдетте күніне бір секундтан кем уақыт ішінде анықтауға болады. RRAT-тың нейтронды жұлдыз екендігі ғарышта орналасқан Чандра рентгендік обсерваториясы арқылы RRAT J1819-1458 рентгендік бақылауларында расталды. Салқындаған нейтронды жұлдыздардың температурасы шамамен 1 миллион Кельвинге жетеді, сондықтан олар рентгендік толқындарда жылу шығарады. Рентген сәулелерінің спектрін өлшеу, егер ол нейтронды жұлдыздың бетінен шығатын жылулық сәулелену болса, температураны анықтауға мүмкіндік береді. RRAT J1819-1458 үшін есептелген температура магниттардың бетіндегі температурадан әлдеқайда төмен, бұл RRAT пен магниттардың кейбір ортақ қасиеттері болғанымен, олар нейтронды жұлдыздардың әртүрлі топтарына жататынын көрсетеді. RRAT ретінде анықталған басқа пульсарлардың ешқайсысы рентгендік бақылауларда әлі анықталған жоқ. Бұл, шындығында, осы көздердің радио жиілігінен басқа спектрдегі жалғыз анықталған жағдайы.
Pulses from RRATs are short in duration, lasting from a few milliseconds. The pulses are comparable to the brightest single pulses observed from pulsars with flux densities of a few Jansky at 1.4 GHz. The time intervals between detected bursts range from seconds (one pulse period) to hours. Thus radio emission from RRATs is typically only detectable for less than one second per day. The neutron star nature of RRATs was further confirmed when X ray observations of the RRAT J1819 1458 were made using the space based Chandra X ray Observatory. Cooling neutron stars have temperatures of order 1 million kelvins and so thermally emit at X ray wavelengths. Measurement of an x ray spectrum allows the temperature to be determined, assuming it is thermal emission from the surface of a neutron star. The resulting temperature for RRAT J1819 1458 is much cooler than that found on the surface of magnetars, and suggests that despite some shared properties between RRATs and magnetars, they belong to different populations of neutron stars. None of the other pulsars identified as RRATs has yet been detected in X ray observation. This is in fact the only detection of these sources outside of the radio band.
Ашылу
1967 жылы пульсарлар табылғаннан кейін, пульсарларды жердегі радиосигналдардан туындаған шудан ажырату үшін пульсар импульстарының екі маңызды қасиетіне сүйенді. Біріншісі – пульсарлардың периодтық сипаты. Деректерде периодтылықты іздеу арқылы "пульсарлар жеке импульстарды іздеуге қарағанда сигнал мен шудың қатынасы әлдеқайда жоғары" анықталады. Пулсар сигналдарының екінші анықтамалық қасиеті – иондалған орта арқылы өтетін электромагниттік толқынның фазалық жылдамдығының жиілікке тәуелділігі салдарынан жеке импульстің жиілік бойынша дисперсиясы. Жұлдызаралық орта иондалған компонентке ие болғандықтан, пульсардан Жерге келетін толқындар шашырайды, сондықтан пульсарларды зерттеу шашыраған толқындарды іздеуге де бағытталды. Екі қасиеттің үйлесімінің маңыздылығы соншалық, қазірге дейінгі ең ірі пульсарлық зерттеу болып табылатын Паркс көп сәулелі пульсарлық зерттеудің бастапқы деректерін өңдеу кезінде "бірде-бір шашыраңқы импульсқа сезімтал іздеу қосылмады". Белгілі периодтары мен периодтық туындылары бар RRAT-тар канондық өлім аймақтарына жақын орналаспайды. Көптеген RRAT-тардың үлкен дисперсиялық шаралары бар, бұл олардың қашықтығы үлкен екенін көрсетеді, сонымен қатар ұқсас эмиссиялық қасиеттерімен байланыстырылғанда, кейбір RRAT-тар телескоптың анықтау шегінен туындауы мүмкін. Дегенмен, RRAT-тардың "гигант импульстар" деп аталатын пульсарлармен ұқсас эмиссиялық механизмді бөлісу мүмкіндігі де жоққа шығарылмайды. RRAT-тардың эмиссиялық механизмдерін толық түсіну үшін нейтрон жұлдызының айналасындағы қалдықтарды тікелей бақылау қажет, бұл қазір мүмкін емес, бірақ болашақта Квадратты километрлік массивпен мүмкін болуы мүмкін. Алайда, Arecibo, Green Bank телескопы және алғашқы RRAT-тарды тапқан Parkes обсерваториясы сияқты обсерваториялар RRAT-тарды анықтаған сайын, RRAT-тардың кейбір қасиеттері айқынырақ бола бастайды.
After the discovery of pulsars in 1967, searches for more pulsars relied on two key characteristics of pulsar pulses in order to distinguish pulsars from noise caused by terrestrial radio signals. The first is the periodic nature of pulsars. By performing periodicity searches through data, "pulsars are detected with much higher signal to noise ratios" than when simply looking for individual pulses. The second defining characteristic of pulsar signals is the dispersion in frequency of an individual pulse, due to the frequency dependence of the phase velocity of an electromagnetic wave that travels through an ionized medium. As the interstellar medium features an ionized component, waves traveling from a pulsar to Earth are dispersed, and thus pulsar surveys also focused on searching for dispersed waves. The importance of the combination of the two characteristics is such that in initial data processing from the Parkes Multibeam Pulsar Survey, which is the largest pulsar survey to date, "no search sensitive to single dispersed pulses was included." the RRATs with known periods and period derivatives do not lie near canonical death regions. Since most RRATs have large dispersion measures that indicate larger distances, combining with the similar emission properties, some RRATs could be due to the telescope detection threshold. Nevertheless, the possibility that RRATs share the similar emission mechanism with those pulsars with so called "giant pulses" can neither be excluded. To fully understand the emission mechanisms of RRATs would require directly observing the debris surrounding a neutron star, which is not possible now, but may be possible in the future with the Square Kilometer Array. Nevertheless, as more RRATs are detected by observatories such as Arecibo, the Green Bank Telescope, and the Parkes Observatory at which RRATs were first discovered, some of the characteristics of RRATs may become clearer.