Ω = — рад/с

✨ Пульсар

Про цю симуляцію

Пульсар — це нейтронна зоря, що швидко обертається, а її потужне магнітне дипольне поле випускає два промені випромінювання з магнітних полюсів. Наче космічний маяк, кожен прохід променя через наш промінь зору створює напрочуд регулярний імпульс. Пульсари, відкриті 1967 року Джоселін Белл Бернелл, сьогодні використовують як надточні годинники, для перевірки загальної теорії відносності й навіть як навігаційні маяки для далеких космічних апаратів.

Як це працює

Ключові рівняння

Ṗ = (32π²/3c³)·B²R⁶sin²α / (I·P) — темп гальмування, де B — поверхневе поле, R — радіус, I — момент інерції, α — магнітний нахил. Характерний вік: τ = P/(2Ṗ).

Керування

А чи знали ви?

Найшвидший відомий пульсар PSR J1748−2446ad обертається 716 разів на секунду — його поверхня рухається майже на чверть швидкості світла, проте він відмірює час стабільніше за багато атомних годинників.

Часті запитання

Що саме викликає імпульс на графіку інтенсивності і як він обчислюється?

Щокадру код обчислює кутову відстань між кутом спостерігача та кожним із двох антиподальних кутів променя (beamAngle1 = angle + α, beamAngle2 = beamAngle1 + π), бере меншу з двох відстаней і перетворює її на значення яскравості за гаусовим спадом: intensity = exp(-Δ²/0.05). Це єдине число щокадру заноситься в кільцевий буфер на 300 відліків і перемальовується як лінія, що прокручується, на нижньому графіку профілю імпульсу — воно жодним чином не пов'язане з градієнтом конуса променя на головному полотні, який є лише фіксованою шириною відтворення 0,15 радіана.

Що визначає темп гальмування обертання Ṗ та характерний вік τ?

Окрема функція JavaScript, а не код малювання полотна, обчислює Ṗ = 32π²·B²R⁶sin²α / (3c³·I·P), використовуючи повзунки Періоду, поля B та Нахилу разом із трьома фіксованими константами, вбудованими в код: швидкість світла c = 3×10⁸ м/с, радіус зорі R = 10⁴ м (10 км) та момент інерції I = 10³⁸ кг·м². З цього Ṗ характерний вік обчислюється як τ = P/(2Ṗ), а світність гальмування — як L = 4π²I·Ṗ/P³, і обидва значення перераховуються наживо щокадру анімації.

Чи може зміна кута нахилу коли-небудь приховати імпульси, як у справжньому пульсарі?

У цій спрощеній 2D-моделі — ні. Обидва кути променя обчислюються як фаза обертання зорі, що постійно зростає, плюс постійне зміщення (angle + α та angle + α + π), тож кожен повний оберт проводить промінь через усі 360° незалежно від значення α — нахил лише зсуває момент обертання, коли промінь збігається з кутом спостерігача, але ніколи не усуває саму точку перетину. Видимість справжнього пульсара натомість залежить від 3D-геометрії конуса променя, де деякі комбінації нахилу й напрямку зору справді ніколи не перетинаються; цей симулятор жертвує цією геометричною тонкістю заради наочної 2D-картини маяка.

Що означають шість вигнутих ліній, що пронизують нейтронну зорю?

Це стилізований ескіз дипольних силових ліній, а не розв'язане поле: щокадру перемальовується шість кривих Безьє, кожна закріплена в центрі зорі й повернута на ту саму змінну angle, що накопичується й керує променями, з кроком 60° одна від одної. Вони ілюструють ідею, що промені випромінювання прив'язані до магнітної осі, яка обертається, але форми самих кривих не виведені з рівнянь Максвелла чи будь-якої формули дипольного поля.

Чому характерний вік іноді показано в тисячах років, а іноді в мільйонах чи мільярдах років?

Симулятор завжди обчислює τ = P/(2Ṗ) у секундах, переводить це в роки діленням на 3,15×10⁷, а потім обирає ту одиницю, яка робить показане число зручним для читання: мільярди років (Gyr), якщо τ перевищує 10⁹ років, мільйони років (Myr), якщо перевищує 10⁶ років, і тисячі років (kyr) в інших випадках. Переміщення повзунків поля B чи Періоду в бік слабших полів або довших періодів збільшує τ і може змінити показану одиницю з тисяч на мільйони, а потім на мільярди років.

Про цю симуляцію

Автор: Команда MySimulator · Редакційна перевірка: Редакція MySimulator

Оновлено: 9 липня 2026 р.

Цей симулятор моделює пульсар як магнітний диполь, що обертається, за класичною моделлю маяка: два протилежні промені випромінювання закріплені під фіксованим кутом нахилу α до осі обертання й обертаються один раз за період обертання зорі P. Імпульс з'являється лише тоді, коли миттєвий кут променя наближається до обраного вами кута спостерігача — яскравість обчислюється як гаусова функція цієї кутової різниці й малюється як біжуча крива профілю імпульсу на нижньому холсті. Незалежно від анімації, окрема формула JavaScript застосовує закон гальмування магнітного диполя Ṗ = 32π²B²R⁶sin²α/(3c³IP) — з фіксованим радіусом 10 км і моментом інерції 10³⁸ кг·м² — щоб вивести темп гальмування, характерний вік τ = P/(2Ṗ) і світність гальмування безпосередньо з повзунків Періоду, поля B і Нахилу.

Що показано

Нейтронна зоря, що обертається з періодом P, випромінюючи два протилежні промені-маяки, зміщені на кут нахилу α від осі обертання. Нижній холст показує інтенсивність імпульсу в часі — яскравий пік щоразу, коли кут променя наближається до обраного вами напрямку спостереження — поряд із живими показниками гальмування обертання (Ṗ, характерний вік, світність гальмування, поле B), обчисленими з повзунків.

Як користуватися

Рухайте повзунок Періоду P (логарифмічна шкала, 0,001–10 с) і поля B (log₁₀ Гаусс, 10⁸–10¹³ Гс), щоб перейти від мілісекундних пульсарів до молодих, сильно намагнічених; змінюйте Нахил α і Кут спостерігача, щоб керувати тим, коли промені проходять повз вас; Пауза/Грати зупиняє чи відновлює обертання.

А чи знали ви?

Пульсар у Крабоподібній туманності — залишок ядра зорі після наднової 1054 року — обертається з періодом лише 33 мілісекунди й поступово сповільнюється — саме так, як розраховує це гальмування магнітного диполя цей симулятор — втрачаючи близько 38 наносекунд періоду щодня.

Поширені запитання

Що саме викликає імпульс на графіку інтенсивності і як він обчислюється?

На кожному кадрі код обчислює кутову відстань між кутом спостерігача і кожним із двох протилежних кутів променів (beamAngle1 = angle + α, beamAngle2 = beamAngle1 + π), бере меншу з двох відстаней і перетворює її на яскравість за гаусовим спадом: intensity = exp(-Δ²/0.05). Це єдине число щокадру додається до кільцевого буфера на 300 зразків і перемальовується як рухома лінія профілю імпульсу на нижньому холсті — це не має нічого спільного з градієнтом конуса променя на головному холсті, який має суто фіксовану ширину відображення 0,15 радіана.

Що визначає темп гальмування Ṗ і характерний вік τ?

Окрема функція JavaScript, а не код малювання на полотні, обчислює Ṗ = 32π²·B²R⁶sin²α / (3c³·I·P), використовуючи повзунки Періоду, поля B і Нахилу разом із трьома фіксованими константами, вбудованими в код: швидкість світла c = 3×10⁸ м/с, радіус зорі R = 10⁴ м (10 км) і момент інерції I = 10³⁸ кг·м². З цього Ṗ характерний вік дорівнює τ = P/(2Ṗ), а світність гальмування — L = 4π²I·Ṗ/P³ — обидва перераховуються щокадру анімації.

Чи приховує зміна кута нахилу імпульси, як у справжньому пульсарі?

У цій спрощеній 2D-моделі — ні. Обидва кути променів обчислюються як постійно зростаюча фаза обертання зорі плюс сталий зсув (angle + α і angle + α + π), тож кожен повний оберт проводить промінь через усі 360°, незалежно від значення α — нахил лише зсуває, коли саме під час обертання промінь вирівнюється з вашим кутом спостерігача, але ніколи не усуває цей перетин. Видимість справжнього пульсара натомість залежить від 3D-геометрії конуса променя, де деякі поєднання нахилу й напрямку спостереження справді ніколи не перетинаються; цей симулятор жертвує цією геометричною тонкістю заради наочної 2D-картини маяка.

Що зображують шість вигнутих ліній навколо нейтронної зорі?

Це стилізований ескіз силових ліній диполя, а не розв'язане поле: шість кривих Без'є перемальовуються щокадру, кожна закріплена в центрі зорі й повернута тією самою змінною angle, що керує променями, з кроком 60°. Вони ілюструють ідею, що промені випромінювання прив'язані до магнітної осі, яка обертається, але самі форми кривих не виведені з рівнянь Максвелла чи будь-якої формули дипольного поля.

Чому характерний вік іноді показується в тис. років, іноді в млн або млрд років?

Симулятор завжди обчислює τ = P/(2Ṗ) у секундах, переводить у роки діленням на 3,15×10⁷, а потім обирає одиницю, яка робить число зручним для читання: мільярди років (Gyr), якщо τ перевищує 10⁹ років, мільйони років (Myr), якщо перевищує 10⁶ років, і тисячі років (kyr) в інших випадках. Пересування повзунків поля B чи Періоду в бік слабших полів або довших періодів збільшує τ і може змінити показану одиницю з kyr на Myr чи Gyr.