Un pulsar cu raze X este o sursă cosmică de radiație variabilă de raze X care vine pe Pământ sub formă de impulsuri care se repetă periodic.
Descoperirea pulsarilor cu raze X ca fenomen separat a avut loc în 1971 folosind datele obținute de primul observator orbital de raze X Uhuru [1] . Primul pulsar cu raze X descoperit Centaurus X-3 a arătat nu numai pulsații regulate de luminozitate cu o perioadă de aproximativ 4,8 secunde, ci și o schimbare regulată în această perioadă [2] . Studii ulterioare au arătat că modificarea perioadei de pulsații în acest sistem este asociată cu efectul Doppler atunci când sursa de pulsații se mișcă de-a lungul orbitei în sistemul binar. Este interesant de observat că sursa GX 1+4, descoperită într-un experiment pe un balon stratosferic efectuat în octombrie 1970 (articolul despre aceste măsurători [3] a fost trimis spre publicare după publicarea rezultatului pe Cen X-3). sursa grupului care lucrează cu datele de la observatorul Uhuru) și care a prezentat schimbări regulate de luminozitate cu o perioadă de aproximativ 2,3 minute, sa dovedit a fi, de asemenea, un pulsar. Cu toate acestea, datele limitate ale experimentului stratosferic nu ne-au permis să facem declarații de încredere cu privire la regularitatea strictă a schimbării luminozității acestei surse; prin urmare, această sursă nu poate fi considerată primul pulsar de raze X descoperit.
Formal, pentru prima dată, radiația unei stele neutronice magnetizate rotative (adică un pulsar) din Nebuloasa Crabului a fost descoperită încă din 1963 [4] , adică chiar înainte de descoperirea stelelor neutronice în 1967 de către E. Hewish şi J. Bell . Cu toate acestea, perioada foarte scurtă de rotație a unei stele neutronice din Nebuloasa Crabului (aproximativ 33 ms) a împiedicat detectarea pulsațiilor de raze X la această frecvență până în 1969 [5] .
Pulsarii cu raze X pot fi împărțiți în două clase mari în funcție de sursa de energie care alimentează razele X: pulsari cu raze X cu acreție și pulsari cu raze X unice. Primul este un sistem binar, una dintre componentele căruia este o stea neutronică , iar a doua este o stea care fie își umple lobul Roche , în urma căruia materia curge de la o stea obișnuită la una neutronică, fie o gigantică. stea cu un vânt stelar puternic.
Stelele neutronice sunt stele cu dimensiuni foarte mici (20-30 km în diametru) și cu densități extrem de mari care depășesc densitatea unui nucleu atomic . Se crede că stelele cu neutroni apar ca urmare a exploziilor supernovei . În timpul exploziei unei supernove, nucleul unei stele normale se prăbușește rapid , care apoi se transformă într-o stea neutronică. În timpul compresiei, datorită legii conservării momentului unghiular , precum și a conservării fluxului magnetic , are loc o creștere bruscă a vitezei de rotație și a câmpului magnetic al stelei. Rotația rapidă a unei stele neutronice și câmpurile magnetice extrem de mari (10 12 -10 13 G ) sunt principalele condiții pentru apariția fenomenului pulsar cu raze X.
Materia în cădere formează un disc de acreție în jurul stelei neutronice. Dar în imediata vecinătate a unei stele neutronice, aceasta este distrusă: mișcarea plasmei este foarte îngreunată de-a lungul liniilor câmpului magnetic. Materia nu se mai poate mișca în planul discului, se mișcă de-a lungul liniilor de câmp și cade pe suprafața stelei neutronice din regiunea polilor. Ca urmare, se formează așa-numita coloană de acreție , a cărei dimensiune este mult mai mică decât dimensiunea stelei în sine [6] . Materia, care lovește suprafața solidă a unei stele neutronice, este puternic încălzită și începe să radieze în raze X. Pulsările radiațiilor sunt legate de faptul că, datorită rotației rapide a stelei, coloana de acreție dispare acum din vederea observatorului, apoi reapare.
În ceea ce privește imaginea fizică, rudele apropiate ale pulsarilor cu raze X sunt polarii și polarii intermediari . Diferența dintre pulsari și polari este că un pulsar este o stea neutronică, în timp ce un polar este o pitică albă . În consecință, au câmpuri magnetice și viteză de rotație mai mici.
Pe măsură ce o stea neutronică îmbătrânește, câmpul ei se slăbește, iar un pulsar cu raze X poate deveni o explozie .
Pulsarii unici cu raze X sunt stele neutronice a căror emisie de raze X rezultă fie din emisia de particule încărcate accelerate, fie din simpla răcire a suprafețelor lor.