パルサーって何？ 2019/4/10.

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1 パルサーって何？ 2019/4/10

2 星の進化（HR図） ～1eV M55 右図は球状星団M55（上写真）の色・等級図（HR図）。
E.ヘルツスプルングとH.N.ラッセルによって考案された図で、 縦軸：星の絶対等級 縦軸：スペクトル型 をとって表したグラフのこと。 ～1eV M55 右図は球状星団M55（上写真）の色・等級図（HR図）。 星の進化に従い、主系列星と巨星が連続的に連なっている。 温度（高い） 温度（低い） 2019/4/10

3 星の進化（一生） 星の進化の一例 赤色巨星 　 超新星 中性子星 ガス雲　 ブラック ホール 再生 2019/4/10

4 星の終焉（超新星残骸） 超新星残骸のX線写真集 Cassiopeia A Kepler Crab ©CXC E0102-72
G W49B 超新星残骸のX線写真集 2019/4/10

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6 天体の観測 画像 スペクトル ライトカーブ（光度曲線） 宇宙空間での空間的な広がりを観る 多波長の画像を比較する
　　　　天体の観測 X線 可視光 画像 宇宙空間での空間的な広がりを観る 多波長の画像を比較する スペクトル 天体に存在する元素の存在（量，環境温度も）が明らかになる 天体自身や天体の中のガスの速度が分かる 楕円銀河 NGC4636 の画像 太陽 各原子に 特有の輝線 ・吸収線が 観測される ライトカーブ（光度曲線） 天体の自転（回転）速度が分かる 天体のサイズ（大きさ）が分かる 各原子に特有の輝線・吸収線が観測される どんな原子がそこにあるのかわかる 2019/4/10

7 天体の観測 ライトカーブ（光度曲線） エックス線強度 時間(秒) （例）白鳥座X-1 （Cygnus X-1） X線画像
　　　　天体の観測 ライトカーブ（光度曲線） 天体の自転（回転）速度が分かる 天体のサイズ（大きさ）が分かる。 「はくちょう」 （例）白鳥座X-1　　　　 　　（Cygnus X-1） 白鳥座の方向にあるX線星！ X線で太陽の1万倍も明るい！ X線画像 エックス線強度 １秒 0.1秒以下の時間で X線強度が激しく変動 2019/4/10 時間(秒)

8 （答）5秒くらいかけて太陽は暗くなり，最終的には，なくなるように観える
　　　　天体の観測 ライトカーブの時間変動の意味 （問）もし太陽が一瞬で消えたとする。すると，地球で太陽を観察すると，太陽が徐々に暗くなりはじめてから，最終的になくなるまで何秒ようするか？ 太陽の大きさL=約140万km （答）5秒くらいかけて太陽は暗くなり，最終的には，なくなるように観える 星の大きさL[m] 光速度C[km/秒]=30[万km/秒] 例え星が一瞬で消えても、消えるまでにL/C秒かかる。 2019/4/10

9 天体の観測 太陽直径140万km  Cygnus X-1はとても小さい星
　　　　天体の観測 逆に言うと、点いたり消えたりするのにかかる時間から、物体の大きさがわかる。 Cygnus X-1は，0.1秒以下でついたり消えたりする。 従って、大きさは 　　　0.1秒×30万km/秒=3万km より小さい。 太陽直径140万km  Cygnus X-1はとても小さい星 2019/4/10

10 天体の観測 ”Little Green Man” 1.337sおきに規則正しい電波信号を受信したことを発見した。 LGM-1と命名 時間
　　　　天体の観測 1967年Hewish& Bellが惑星空間のシンチレーションの研究のための電波望遠鏡で発見し，1974年Hewishはノーベル賞 時間 1.337sおきに規則正しい電波信号を受信したことを発見した。 LGM-1と命名 2019/4/10 ”Little Green Man”

11 天体の観測 光 自転軸 中性子星 宇宙の灯台のようなイメージ
　　　　天体の観測 光 自転軸 光のビームが，中性子星の自転にともなって，見えたり見えなかったりして，チカチカ点灯しているように観える。 宇宙の灯台のようなイメージ 中性子星 2019/4/10

12 天体の観測 パルサーの周期を長期に観測すると、周期が伸びていく（回転が減速している）のが観測される。
　　　　天体の観測 パルサーの周期を長期に観測すると、周期が伸びていく（回転が減速している）のが観測される。 この減速は、パルサーの回転運動のエネルギーが，電磁波の放射によって失われたために起きていると考えられる。 2019/4/10

13 天体の観測 （例）カニ星雲のパルサー(Crab pulsar)の場合 パルサーは回転エネルギーを放射に変換して、太陽光度
　　　　天体の観測 （例）カニ星雲のパルサー(Crab pulsar)の場合 中性子星の質量 M = 太陽と同じ 中性子星の半径 R = [km ] 中性子星の自転周期 P = [秒] 自転周期の変化率 dP/dt = 4 x [s/s] から 回転エネルギー E =1.7 x 1042 [J] 回転エネルギーの変化率 |dE/dt | = 4.7 x 1031 [W] となる。 　 一方，かに星雲のパルサーのおよその放射光度は、 　　　放射光度 L ~ 5 x 1031 [W] 　 なので、上記の回転エネルギーが電磁波の放射エネルギーを 生み出していることが説明できる。 パルサーは回転エネルギーを放射に変換して、太陽光度 の10万倍ものエネルギーを放出している！ 2019/4/10

14 マグネターの観測 Lx＞ Lx !!!! マグネター 時間変動解析 Lx～ 1032 ―1034 [ergs/s] くらいである。
伴星がないので正体は単独の中性子星と 　 考えられている。 時間変動解析 自転周期[s] 自転周期 P = ～2-11 [s]（遅い！） 自転周期の変化率（遅くなる）　 　 dP = ～ [s s-1] （大きい！） 観測で得られるX線光度は Lx～10 35 [ergs/s] 西暦（年） 自転周期の変化率から見積もったX線光度は Lx＞ Lx !!!! Lx～ 1032 ―1034 [ergs/s] くらいである。 回転エネルギーを種としてX線を 放射する単独の中性子星とは，違う！ 2019/4/10