Почему пульсары замедляют своё вращение?

[мат-ламер]

Известно, что пульсары постепенно замедляют своё вращение. Объяснение этому я не встречал. У меня такое мнение, что как всякое вращающееся тело, пульсар вовлекает в это вращение и межзвёздный газ вокруг себя, замедляя при этом своё вращение. Однако, есть сомнение, хватит ли этого эффекта для объяснения явления.

[Pphantom]

Радиопульсар светится в конечном счете из-за того, что с его поверхности улетает вещество. А дальше срабатывает банальный закон сохранения момента импульса.

[мат-ламер]

Pphantom в сообщении #921331 писал(а):

Радиопульсар светится в конечном счете из-за того, что с его поверхности улетает вещество. А дальше срабатывает банальный закон сохранения момента импульса.

Как тут срабатывает закон сохранения момента импульса, я не понял. Приведу пример. Человек стоит на вращающейся подставке и держит в руках гантели. В определённый момент он гантели отпускает и они отлетают в сторону. Скорость вращения человека при этом не изменится, хотя доля гантелей в общем моменте импульса большая.

[Pphantom]

Аналогия неудачна. В случае с пульсаром "гантели" остаются связанными с "человеком" (магнитное поле), поэтому правильнее было бы считать, что человек просто расставляет руки с гантелями в стороны.

[мат-ламер]

Если с поверхности пульсара улетают заряженные частицы, они момент импульса конечно уносят (не тормозя вращение пульсара при этом). Но затем под влиянием магнитного поля они меняют траекторию и улетают примерно вдоль оси вращения. При этом свой момент импульса они должны передать пульсару. И он должен ускорить вращение от этого. (Всё это ИМХО).

-- Пн окт 20, 2014 22:31:08 --

Pphantom
Вы высказываете свою личную точку зрения или общепринятую (или одну из гипотез)?

[Pphantom]

мат-ламер в сообщении #921355 писал(а):

Но затем под влиянием магнитного поля они меняют траекторию и улетают примерно вдоль оси вращения.

Каким образом?

мат-ламер в сообщении #921355 писал(а):

Вы высказываете свою личную точку зрения или общепринятую (или одну из гипотез)?

Общепринятую, хотя, пожалуй, ее лучше все же назвать наиболее популярной гипотезой.

[Munin]

С пульсарами (и вообще нейтронными звёздами) много непонятного и на уровне гипотез.

[мат-ламер]

Pphantom в сообщении #921366 писал(а):

Каким образом?

Как я прочёл в Википедии излучение пульсара (радиопульсара) происходит следующим образом. Под действием центробежной силы и магнитного поля из нейтронной звезды вылетают заряженные частицы и разгоняются вдоль магнитных силовых линий, которые в основном проходят вдоль магнитной оси. И тут у меня непонятки. Я себе представлял нейтронную звезду как твёрдое тело (по крайней мере с твёрдой поверхностью). Там сила тяжести всего в пять раз меньше максимально возможной (достигаемой на поверхности чёрной дыры). С чего бы это нейтроны должны вырываться с поверхности звезды? Ну допустим вырвались. С чего бы им дальше лететь с ускорением вдоль силовых линий? Что их ускоряет? В Википедии дальше ссылка на статью http://ufn.ru/ru/articles/2013/2/e/ в которой утверждается, что потеря энергии пульсара связана в основном с магнитно-дипольным излучением. Формула для потери энергии приведена. Связана ли она с соответствующей потерей момента импульса? Дело в том, что для врающегося тела энергия с моментом импульса связана одним множителем. А для электромагнитного излучения (света) энергия с моментом импульса связана другим множителем.

[Pphantom]

мат-ламер в сообщении #921671 писал(а):

С чего бы это нейтроны должны вырываться с поверхности звезды? Ну допустим вырвались. С чего бы им дальше лететь с ускорением вдоль силовых линий? Что их ускоряет?

Заряженные частицы и нейтроны - это не совсем одно и то же. Кроме этого, нейтронная звезда вращается с очень большой угловой скоростью.

мат-ламер в сообщении #921671 писал(а):

Формула для потери энергии приведена. Связана ли она с соответствующей потерей момента импульса?

А вот тут начинаются проблемные участки, на которых до сих пор ломают копья. Собственно, в статье Бескина с компанией это упоминается.

[ser]

мат-ламер в сообщении #921671 писал(а):

Pphantom в сообщении #921366 писал(а):

Каким образом?

Как я прочёл в Википедии излучение пульсара (радиопульсара) происходит следующим образом. Под действием центробежной силы и магнитного поля из нейтронной звезды вылетают заряженные частицы и разгоняются вдоль магнитных силовых линий, которые в основном проходят вдоль магнитной оси. И тут у меня непонятки. Я себе представлял нейтронную звезду как твёрдое тело (по крайней мере с твёрдой поверхностью). Там сила тяжести всего в пять раз меньше максимально возможной (достигаемой на поверхности чёрной дыры). С чего бы это нейтроны должны вырываться с поверхности звезды?

А меня вот интересует - как вообще в нейтронной звезде возникает магнитное поле. Насколько я понимаю, магнитное поле возникает при движение заряженных частиц, а нейтроны они ведь не заряженные частицы. К тому же, непонятно почему магнитные полюса у пульсара не совпадают с осью его вращения. Вот у Земли они практически совпадают, а у пульсаров почему то нет. И почему все говорят о том, что с магнитных полюсов пульсара вылетают какие то частицы, а мы на Земле фиксируем электромагнитное излучение различных частот (от радиодиапазона до гамма). Может быть кто то сможет мне ответить на эти элементарные вопросы, а то дальнейшие разговоры о пульсарах становятся не серьезными, а меня очень интересуют двойные пульсары, которые я бы хотел обсудить.

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

[Pphantom]

ser в сообщении #926411 писал(а):

А меня вот интересует - как вообще в нейтронной звезде возникает магнитное поле. Насколько я понимаю, магнитное поле возникает при движение заряженных частиц, а нейтроны они ведь не заряженные частицы.

Появляется еще тогда, когда нейтронная звезда была обычной и усиливается при сжатии из-за вмороженности. Дальнейшей генерации поля действительно не происходит, но и "имеющегося запаса" хватает надолго. При этом надо учитывать, что нейтронная звезда состоит не только из нейтронов. Их там много, но заряженные частицы тоже есть, особенно во внешней части звезды (коре).

ser в сообщении #926411 писал(а):

К тому же, непонятно почему магнитные полюса у пульсара не совпадают с осью его вращения.

А почему они должны совпадать?

ser в сообщении #926411 писал(а):

Вот у Земли они практически совпадают, а у пульсаров почему то нет.

Это что называть "практически совпадают"... Северный магнитный полюс Земли находится на широте $85^\circ$, южный - на $-64^\circ$, а век тому назад оба были на $\pm 71^\circ$. Если ограничиться дипольным приближением, то картина станет немного красивее, но и в этом случае широты полюсов диполя около $\pm 80^\circ$. Для нейтронной звезды аналогичный угол между осями будет уже вполне достаточным для наблюдения ее как пульсара.

ser в сообщении #926411 писал(а):

И почему все говорят о том, что с магнитных полюсов пульсара вылетают какие то частицы, а мы на Земле фиксируем электромагнитное излучение различных частот (от радиодиапазона до гамма).

Заряженные частицы, двигающиеся ускоренно (а они движутся в магнитном поле), должны излучать. Хотя в деталях механизм генерации излучения в пульсарах известен плохо.

ser в сообщении #926411 писал(а):

а то дальнейшие разговоры о пульсарах становятся не серьезными,

Они все равно ими и останутся. В пределах форума возможно разве что "научно-популярное" изложение, и то, боюсь, до уровня хорошей популярной книжки мы не доберемся.

[ser]

Pphantom в сообщении #926449 писал(а):

Появляется еще тогда, когда нейтронная звезда была обычной и усиливается при сжатии из-за вмороженности. Дальнейшей генерации поля действительно не происходит, но и "имеющегося запаса" хватает надолго. При этом надо учитывать, что нейтронная звезда состоит не только из нейтронов. Их там много, но заряженные частицы тоже есть, особенно во внешней части звезды (коре).

Таким образом, Вы утверждаете, что пульсары это постоянные магниты, но, насколько мне известно, постоянные магниты образуются при помещении в сильное внешнее магнитное поле материалов, в основе которых железо. А у нас нейтронная звезда состоит вроде бы не из железа, да и откуда возьмется внешнее магнитное поле тоже не понятно. В общем, ясно только то, что дело это темное. Хотя, наверное, это поле действительно вмороженное, т.к. я обратил внимание на то, что и у секундных пульсаров и у миллисекундных ширина импульса не сильно отличается, а, если бы магнитное поле образовывалось именно из-за вращения пульсара, то у секундных пульсаров, по моему разумению, должен быть более широкий угол конуса излучения и, естественно, менее слабое излучение, чем у миллисекундных. Впрочем, углубленно я эти данные по ширине импульса не рассматривал, поэтому это только предварительное заключение.

Pphantom в сообщении #926449 писал(а):

А почему они должны совпадать?

Ну, если это замороженное внешнее поле, которое неизвестно с какой стороны прилетело, то никакого совпадения и не должно быть. Но я считал, что это поле не замороженное, а текущее, т.е. то, которое создается при вращении заряженных частиц на поверхности пульсара, а в этом случае оси вроде бы должны совпадать. Например, пропустим ток по катушке соленоида и магнитная ось совпадет с осью соленоида или зарядим сферу и заставим ее вращаться - у нас получится тоже самое движение заряженных частиц, которое породит магнитное поле ось которого будет совпадать с осью вращения.

Pphantom в сообщении #926449 писал(а):

Это что называть "практически совпадают"... Северный магнитный полюс Земли находится на широте $85^\circ$, южный - на $-64^\circ$, а век тому назад оба были на $\pm 71^\circ$. Если ограничиться дипольным приближением, то картина станет немного красивее, но и в этом случае широты полюсов диполя около $\pm 80^\circ$. Для нейтронной звезды аналогичный угол между осями будет уже вполне достаточным для наблюдения ее как пульсара.

Да, согласен. С магнитным полем Земли я промахнулся. А для пульсара достаточно и одной угловой секунды несовпадения магнитной оси с механической, чтобы мы на Земле принимали как импульсы постоянный поток излучения с полюсов. Да и узнать на сколько градусов наклонена магнитная ось к механической мы все равно не можем, поэтому какая нам разница на сколько градусов она наклонена. А вот с Землей интересно получается, т.к. такое отклонение осей говорит об очень неоднородной структуре ядра Земли, а, если бы она была жидкая, то должна была бы быть однородной.

Pphantom в сообщении #926449 писал(а):

В пределах форума возможно разве что "научно-популярное" изложение, и то, боюсь, до уровня хорошей популярной книжки мы не доберемся.

Это Вы зря. Не боги горшки обжигают. Все зависит от того зачем человек пришел на форум - или просто поболтать или прояснить некоторые конкретные вопросы на изучение которых по серьезным книжкам уйдет очень много времени, а потом выяснится, что этот вопрос того не стоил. Вот я уже подумывал заняться анализом ширины импульсов в функции от периода пульсара, а сейчас понял, что это пустая трата времени, если принять, что магнитное поле пульсара вморожено. Так что форум может быть полезнее кучи книжек.

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

[Pphantom]

М-да, не учел сразу, с кем переписываюсь, а жаль, зря потратил время.

[Munin]

Есть удобный способ помечать для себя тех, на кого не надо тратить время: это форумный "игнор", почему-то названный в настройках "недругами".