En röntgenpulsar är en kosmisk källa för variabel röntgenstrålning som kommer till jorden i form av periodiskt upprepade pulser.
Upptäckten av röntgenpulsarer som ett separat fenomen inträffade 1971 med hjälp av data som erhölls av det första röntgenomloppsobservatoriet Uhuru [1] . Den första upptäckta röntgenpulsaren Centaurus X-3 visade inte bara regelbundna ljusstyrkapulseringar med en period på cirka 4,8 sekunder, utan också en regelbunden förändring under denna period [2] . Ytterligare studier har visat att förändringen i pulsationsperioden i detta system är associerad med Dopplereffekten när pulsationskällan rör sig längs omloppsbanan i det binära systemet. Det är intressant att notera att GX 1+4-källan, upptäckt i ett experiment på en stratosfärisk ballong utfört i oktober 1970 (artikeln om dessa mätningar [3] lämnades in för publicering efter publiceringen av resultatet på Cen X-3 källa av gruppen som arbetade med data från Uhuru-observatoriet), och som uppvisade regelbundna ljusstyrkaförändringar med en period av cirka 2,3 minuter, visade sig också vara en pulsar. De begränsade data från stratosfärexperimentet tillät oss dock inte att göra tillförlitliga uttalanden om den strikta regelbundenhet av förändringen i ljusstyrkan hos denna källa; därför kan denna källa inte betraktas som den första upptäckta röntgenpulsaren.
Formellt, för första gången, upptäcktes strålningen från en magnetiserad roterande neutronstjärna (det vill säga en pulsar) i Krabbnebulosan redan 1963 [4] , det vill säga redan innan upptäckten av neutronstjärnor 1967 av E. Hewish och J. Bell . Den mycket korta rotationsperioden för en neutronstjärna i krabbanebulosan (cirka 33 ms) förhindrade dock upptäckten av röntgenpulseringar vid denna frekvens fram till 1969 [5] .
Röntgenpulsarer kan delas in i två stora klasser beroende på vilken energikälla som matar röntgenstrålarna: ackreterande röntgenpulsarer och enstaka röntgenpulsarer. Det första är ett binärt system, vars ena komponenter är en neutronstjärna , och den andra är en stjärna som antingen fyller sin Roche-lob , som ett resultat av vilket materia strömmar från en vanlig stjärna till en neutronstjärna, eller en jätte stjärna med en kraftig stjärnvind.
Neutronstjärnor är stjärnor med mycket små storlekar (20-30 km i diameter) och extremt höga tätheter som överstiger tätheten hos en atomkärna . Man tror att neutronstjärnor dyker upp som ett resultat av supernovaexplosioner . Under en supernovaexplosion kollapsar kärnan av en normal stjärna snabbt , som sedan förvandlas till en neutronstjärna. Under kompression, på grund av lagen om bevarande av vinkelmomentum , såväl som bevarande av det magnetiska flödet , finns det en kraftig ökning av rotationshastigheten och stjärnans magnetfält . Den snabba rotationen av en neutronstjärna och extremt höga magnetfält (10 12 -10 13 G ) är huvudvillkoren för uppkomsten av röntgenpulsfenomenet.
Det infallande materialet bildar en ansamlingsskiva runt neutronstjärnan. Men i omedelbar närhet av en neutronstjärna förstörs den: plasmans rörelse hindras kraftigt över magnetfältslinjerna. Materien kan inte längre röra sig i skivans plan, den rör sig längs fältlinjerna och faller på neutronstjärnans yta i polernas område. Som ett resultat bildas den så kallade ackretionskolumnen , vars storlek är mycket mindre än storleken på själva stjärnan [6] . Materia, som träffar den fasta ytan av en neutronstjärna, upphettas kraftigt och börjar stråla ut i röntgenstrålar . Pulseringar av strålning är kopplade till det faktum att på grund av stjärnans snabba rotation försvinner nu ackretionskolonnen från observatörens syn och dyker sedan upp igen.
När det gäller den fysiska bilden är nära släktingar till röntgenpulsarer polära och mellanpolära . Skillnaden mellan pulsarer och polare är att en pulsar är en neutronstjärna, medan en polär är en vit dvärg . Följaktligen har de lägre magnetfält och rotationshastighet.
När en neutronstjärna åldras försvagas dess fält, och en röntgenpulsar kan bli en burster .
Enstaka röntgenpulsarer är neutronstjärnor vars röntgenstrålning härrör antingen från utsläpp av accelererade laddade partiklar eller från den enkla kylningen av deras ytor.