Strona główna Kosmos i Astronomia Pulsar

✨ Pulsar

Symuluj wirującą gwiazdę neutronową, która wysyła wiązki promieniowania elektromagnetycznego jak kosmiczna latarnia morska.

Kosmos i Astronomia3DŚredni60 FPS
pulsar ↗ Otwórz osobno
Interfejs samej symulacji jest w języku angielskim.

O tej symulacji

Ten symulator przedstawia pulsar jako wirujący dipol magnetyczny w klasycznym modelu latarni morskiej: dwie antypodalne wiązki emisji są zablokowane pod stałym kątem nachylenia α względem osi obrotu i zataczają pełny obrót raz na okres rotacji gwiazdy P. Impuls rejestrujesz tylko wtedy, gdy chwilowy kąt wiązki zbliży się wystarczająco do wybranego przez Ciebie kąta obserwatora — wynikowa jasność jest funkcją Gaussa tej odległości kątowej, wykreślaną jako biegnący ślad na dolnym wykresie profilu impulsu. Niezależnie od animacji, formuła JavaScript stosuje prawo hamowania dipola magnetycznego Ṗ = 32π²B²R⁶sin²α/(3c³IP) — wykorzystując stały promień 10 km i moment bezwładności 10³⁸ kg·m² — aby wyprowadzić tempo hamowania rotacji, wiek charakterystyczny τ = P/(2Ṗ) oraz jasność hamowania rotacji bezpośrednio z suwaków Okresu, Pola B i Nachylenia.

🔬 Co pokazuje

Gwiazdę neutronową wirującą z okresem P, wysyłającą dwie antypodalne wiązki latarni morskiej przesunięte o kąt nachylenia α względem osi obrotu. Dolny wykres pokazuje intensywność impulsu w czasie — jasny szczyt za każdym razem, gdy kąt wiązki zbliża się do wybranego przez Ciebie kierunku obserwatora — wraz z na żywo obliczanymi wskaźnikami hamowania rotacji (Ṗ, wiek charakterystyczny, jasność hamowania, pole B) wyliczanymi z ustawień suwaków.

🎮 Jak korzystać

Przeciągnij suwak Okresu P (skala logarytmiczna, 0,001–10 s) oraz Pola B (log₁₀ Gaussów, 10⁸–10¹³ G), aby przechodzić między milisekundowymi pulsarami a młodymi, silnie namagnesowanymi gwiazdami; dostosuj Nachylenie α i Kąt obserwatora, by zmienić moment, w którym wiązki Cię mijają; Pauza/Odtwórz zatrzymuje lub wznawia rotację.

💡 Czy wiesz, że...

Pulsar Krab, zapadnięte jądro pozostałe po supernowej z 1054 roku n.e., wiruje z okresem zaledwie 33 milisekund i stopniowo zwalnia — dokładnie w taki sposób, jaki oblicza ten symulator poprzez hamowanie dipola magnetycznego — tracąc około 38 nanosekund okresu każdego dnia.

Najczęściej zadawane pytania

Co dokładnie wywołuje impuls na wykresie intensywności i jak jest on obliczany?

W każdej klatce kod oblicza odległość kątową między kątem obserwatora a każdym z dwóch antypodalnych kątów wiązki (beamAngle1 = angle + α, beamAngle2 = beamAngle1 + π), wybiera mniejszą z dwóch odległości i przekształca ją w wartość jasności z gaussowskim zanikiem: intensity = exp(-Δ²/0,05). Ta pojedyncza liczba jest wpisywana do 300-próbkowego bufora kołowego w każdej klatce i rysowana jako przewijająca się linia profilu impulsu na dolnym wykresie — nie ma to nic wspólnego z gradientem stożka wiązki rysowanym na głównym płótnie, który ma po prostu stałą szerokość renderowania 0,15 radiana.

Co determinuje tempo hamowania rotacji Ṗ oraz wiek charakterystyczny τ?

Osobna funkcja JavaScript, a nie kod rysujący na płótnie, oblicza Ṗ = 32π²·B²R⁶sin²α / (3c³·I·P), wykorzystując suwaki Okresu, Pola B i Nachylenia razem z trzema stałymi wpisanymi na stałe w kodzie: prędkością światła c = 3×10⁸ m/s, promieniem gwiazdy R = 10⁴ m (10 km) i momentem bezwładności I = 10³⁸ kg·m². Na podstawie tego Ṗ wiek charakterystyczny wynosi τ = P/(2Ṗ), a jasność hamowania rotacji L = 4π²I·Ṗ/P³ — oba przeliczane na żywo w każdej klatce animacji.

Czy zmiana kąta nachylenia kiedykolwiek ukrywa impulsy, tak jak w prawdziwym pulsarze?

Nie w tym uproszczonym modelu 2D. Oba kąty wiązki są obliczane jako stale rosnąca faza obrotu gwiazdy plus stałe przesunięcie (angle + α oraz angle + α + π), więc każdy pełny obrót zatacza wiązką przez wszystkie 360°, niezależnie od ustawionej wartości α — nachylenie zmienia jedynie moment w obrocie, w którym wiązka pokrywa się z kątem obserwatora, nigdy nie usuwa samego przecięcia. Widoczność prawdziwego pulsara zależy natomiast od trójwymiarowej geometrii stożka wiązki, gdzie niektóre kombinacje nachylenia i linii widzenia rzeczywiście nigdy się nie przecinają; ten symulator wymienia tę geometryczną subtelność na czytelny obraz latarni morskiej 2D.

Co reprezentuje sześć krzywych linii przecinających gwiazdę neutronową?

To stylizowany szkic linii pola dipola, a nie rozwiązane pole: sześć krzywych Béziera jest przerysowywanych w każdej klatce, każda zakotwiczona w środku gwiazdy i obracana o tę samą narastającą zmienną kąta, która napędza wiązki, rozmieszczone co 60°. Ilustrują one ideę, że wiązki emisji są powiązane z wirującą osią magnetyczną, ale same kształty krzywych nie są wyprowadzone z równań Maxwella ani żadnego wzoru pola dipolowego.

Dlaczego wiek charakterystyczny czasem jest podawany w kyr, a czasem w Myr lub Gyr?

Symulator zawsze wewnętrznie oblicza τ = P/(2Ṗ) w sekundach, przelicza je na lata dzieląc przez 3,15×10⁷, a następnie wybiera jednostkę, która utrzymuje czytelność wyświetlanej liczby: gigalata, jeśli τ przekracza 10⁹ lat, megalata, jeśli przekracza 10⁶ lat, a w przeciwnym razie kilolata. Przesuwanie suwaków Pola B lub Okresu w stronę słabszych pól lub dłuższych okresów zwiększa τ i może zmienić wyświetlaną jednostkę z kyr na Myr, a następnie na Gyr.

Podobne symulacje