Zinātnieki ir ierosinājuši teoriju, kas izskaidro impulsu radītās emisijas caur elektronu gravitācijas pārejām.
Krievu astrofiziķu grupa no Nacionālās informācijas tehnoloģiju, mehānikas un optikas pētniecības universitātes (Sanktpēterburga) ir izstrādājusi teoriju, lai izskaidrotu pulsa starojuma mehānismu radio diapazonā.
Pulsārus sauc par periodiski mainīga starojuma kosmiskiem avotiem (tam ir "impulss"). Tas var būt optiskajā, rentgena, radio un gamma diapazonā. Astronomi uzskata, ka pulsāri ir neitronu zvaigznes ar spēcīgu magnētisko lauku, kas ir noliekts attiecībā pret rotācijas asi, tāpēc starojums pulsē. Šis ir vispārīgs apraksts, precīzs radio izstarošanas mehānisms vēl nav izveidots.
Rakstā, kas publicēts The Astrophysical Journal un kuru izstrādājusi N. Teplyakova vadīta pētījumu grupa, ir sniegts skaidrojums, kas labi saskan ar novērotajām radiācijas iezīmēm radio diapazonā. Pulsāru radītajai radio emisijai ir īpatnība: tā vienmēr notiek vienā frekvencē (koherenti).
Ir vairākas hipotēzes, lai izskaidrotu starojuma mehānismu, taču Sanktpēterburgas zinātnieku izstrādātajam modelim ir lielāka precizitāte un skaidra fiziskā nozīme. Tiek pieņemts, ka elektronu pārejā starp enerģijas līmeņiem tiek izstaroti radioviļņi, kas veidojas, kad elektriskais dubultā slānis mijiedarbojas ar gravitācijas pievilcību.
Uz pulsara, kas sastāv no plazmas, augšējās "virsmas" vai "atmosfēras" parādās divkāršs lādētu daļiņu slānis. Neitronu zvaigznes gravitācijas lauks ir tik spēcīgs, ka uzlādētās daļiņas tiek sadalītas pa masu attiecībā pret virsmu: smagie joni tiek piesaistīti spēcīgāk, un gaismas elektroni "peld" ārā. Tā rezultātā notiek atdalīšana ne tikai pēc masas, bet arī ar daļiņu lādiņu: veidojas dubultā elektriskā kārta. Uz elektroniem iedarbojas divi spēki: no vienas puses, tos atgrūž no negatīvi lādētā slāņa, no otras puses, ir spēcīga gravitācijas pievilcība, tāpēc tie nevar lidot kosmosā.
Tiecoties pēc stāvokļa ar minimālu potenciālo enerģiju, elektroni nonāk potenciāla urbumā, kur veidojas noteikti saistītie enerģijas stāvokļi. Attālums starp enerģijas līmeņiem ir atkarīgs no gravitācijas spēka un pulsatoriem vidēji ir 1,7 × 10−6 elektronu volti, kas atbilst radio izstarojumam 400 megahercu reģionā.
Apstarojuma koherenci precīzi izskaidro pārejas starp līmeņiem: attālums starp tiem ir nemainīgs.
Reklāmas video:
Izskaidrota arī starojuma virziena pakāpe. Pulsara magnētiskais lauks ir ļoti spēcīgs un elektronus ietekmē spēcīgāk nekā gravitācijas. Aprakstītais mehānisms darbojas tikai pie poliem, kur magnētiskais lauks ir vienmērīgs un vērsts perpendikulāri virsmai, tāpat kā magnētiskais. Jāņem vērā arī Landau līmeņi, kādus uzlādēta daļiņa var aizņemt, pārvietojoties pa magnētisko lauku. Zvaigznes elektriskais lauks jāvirza paralēli virsmai, lai izvairītos no vietējiem enerģijas līmeņa traucējumiem.
Elektriskā dipola (ED starojums) un magnētiskā dipola (MD starojums) virziens uz pulsoru; labajā pusē ir parādīti enerģijas līmeņi un pārejas starp tiem, izraisot dažāda veida starojumu / N. Teplyakov et al., The Astrophysical Journal.
Rezultātā pārejas starp blakus esošajiem gravitācijas līmeņiem tajā pašā Landau līmenī noved pie elektriskā dipola starojuma, kas izplatās perpendikulāri magnētiskā lauka virzienam paralēli neitronu zvaigznes virsmai. Šis starojums ir lineāri polarizēts, un tam ir ventilatora formas leņķa spektrs.
Otrs iespējamais pārejas veids notiek starp gravitācijas un magnētisko līmeni vienlaicīgi. Šajā gadījumā magnētiskais dipola starojums parādās pa zvaigznes asi, kurai ir eliptiska polarizācija. Šī opcija ir iespējama pulsatoriem ar samērā vāju magnētisko lauku, mazāku par 1011 Gauss, jo tā ieviešanai ir nepieciešams ievērojams Landau līmeņu piepildījums.
Teorija var palīdzēt izskaidrot situācijas, kas nav standarta radio pulsatoriem.
Antons Bugačiuks