Пульсар – образование спиральной структуры

В фильмах принято изображать пульсар как два вращающихся «меча джедаев» из Звёздных войн. Однако, это ошибочное представление. Разлетающиеся в противоположные стороны со скоростью света гамма-лучи должны описывать спиральную траекторию. Действительно, по космическим меркам скорость света – незначительная скорость. За время половины оборота пульсара, скажем, в течение одной секунды фронт гамма-луча удалится на одну световую секунду. При этом между «фронтальными» фотонами и звездой-источником явно не будет никаких других фотонов, поскольку в этом направлении на протяжении секунды звезда больше ничего не излучала.

Следовательно, если смотреть на плоскость вращения пульсара можно увидеть спиральную траекторию фронта фотонов. Понятно, что видеть траекторию можно лишь в случае рассеяния фотонов межзвёздным газом:

Рис.1 Вид на плоскость вращения пульсара. После взрыва звезды, излучаемые ею лучи описывают в пространстве спирали

Единственной причиной такой картины является ограниченность скорости света. Каждая новая порция фотонов от звезды излучается каждый раз в новом направлении. Но однажды излученные фотоны навсегда обречены двигаться только в одном направлении до встречи с каким-либо препятствием.

Это очевидное обстоятельство имеет довольно любопытное продолжение. Как видно на рисунке фотоны образуют своеобразные спиральные «рукава», очень напоминающие рукава спиральных галактик. Можно предположить, что спиральные рукава галактик возникают в схожем механизме. Например, при взрыве вращающегося квазара он излучает джеты – мощные выбросы вещества. Если выбросы происходят в плоскости вращения, то, очевидно, они также будут закручиваться, образуя похожие спиральные рукава.

Рис.2 Анимация – вид на плоскость вращения пульсара. После взрыва звезды, излучаемые ею лучи описывают в пространстве спирали. Точно также могут формироваться рукава у вращающихся квазаров

На анимации хорошо видно, как прямолинейно выброшенные потоки квантов образуют спиральную структуру. Параметры вращения пульсара и размеры пространства – условные. Вращение замедлено для того, чтобы можно было хорошо рассмотреть детали. Если считать, что скорость вращения на анимации замедлена в пять раз, то есть, в реальности составляет один оборот за 2 секунды (секундный пульсар), то масштаб расстояний на рисунке соответствует 14 световым годам.

Несложно вообразить, что потоки, испускаемые звездой, – вещественные, ими могут быть, например, джеты квазара. В этом случае их протяженность будет ограниченной, но рукава будут образованы схожим образом.