Rendellenes röntgenpulzárok. Iskolai enciklopédia Mik azok a röntgensugarak

Ez a sűrűség megközelíti az atommagokban lévő anyag sűrűségét:

Csak a neutroncsillagok lehetnek ilyen tömörek, ilyen nagy mértékben összenyomottak: sűrűségük valóban közel áll a nukleárishoz. Ezt a következtetést megerősíti a pulzárok tanulmányozásának egész tizenöt éves története.De mi az oka a neutroncsillag-pulzárok gyors forgásának? Ezt kétségtelenül a csillag erős összenyomása okozza, amikor egy "közönséges" csillagból neutronná alakul át. A csillagok mindig ilyen vagy olyan sebességgel vagy periódussal forognak: a Nap például körülbelül egy hónapos periódussal forog a tengelye körül. Amikor egy csillag összehúzódik, forgása felgyorsul. Ugyanaz történik vele, mint egy táncossal a jégen: a kezét magához szorítva a táncos felgyorsítja a forgását. Itt működik a mechanika egyik alaptörvénye - a szögimpulzus (vagy szögimpulzus) megmaradásának törvénye. Ebből következik, hogy ha egy forgó test méretei megváltoznak, akkor a forgási sebessége is megváltozik; de a mű változatlan marad

(ami - egy jelentéktelen számszerű tényezőig - a szögimpulzus). Ebben a szorzatban Q a test forgási frekvenciája, M a tömege, R a test mérete a forgástengelyre merőleges irányban, ami egy gömb alakú csillag esetén egybeesik. sugarával. Állandó tömeg mellett a termék állandó marad

Ezért a test méretének csökkenésével forgásának gyakorisága a törvény szerint növekszik: (1.3)

A neutroncsillag a központi régió, egy olyan csillag magjának összenyomásával jön létre, amely kimerítette nukleáris üzemanyagát. A magnak van ideje előzsugorítani egy fehér törpe méretűre,

További összehúzódás neutroncsillag méretűre,

a sugár ezerszeres csökkenését jelenti. Ennek megfelelően a forgás gyakoriságának milliószorosára kell nőnie, és a periódusának ugyanennyivel kell csökkennie. Mondjuk egy hónap helyett a csillag most mindössze három másodperc alatt tesz meg egy fordulatot a tengelye körül. A gyorsabb kezdeti forgás még rövidebb időszakokat biztosít. Napjainkban nemcsak a rádiós hatótávolságban kibocsátó pulzárokat ismerik - ezeket rádiópulzároknak hívják, hanem a szabályos röntgenimpulzusokat kibocsátó röntgenpulzárokat is. Kiderült, hogy ezek is neutroncsillagok; sok van a fizikájukban, ami hasonlóvá teszi őket a bursterekhez. De mind a rádiópulzárok, mind a röntgenpulzárok egy alapvető vonatkozásban különböznek a bursterektől: nagyon erős mágneses terük van. A mágneses mezők - a gyors forgással együtt - okozzák a pulzálás hatását, bár ezek a mezők eltérően hatnak a rádiópulzárokban és a röntgenpulzárokban.

Először a röntgenpulzárokról lesz szó, amelyek emissziós mechanizmusa többé-kevésbé egyértelmű, majd a rádiópulzárokról, amelyeket eddig jóval kisebb mértékben vizsgáltak, bár a röntgenpulzárok és bursterek előtt fedezték fel őket.

Röntgen-pulzárok

A röntgenpulzárok olyan közeli kettős rendszerek, amelyekben az egyik csillag egy neutroncsillag, a másik pedig egy fényes óriáscsillag. Körülbelül két tucat ilyen objektum ismert. Az első két röntgenpulzárt - a Herkules csillagképben és a Kentaur csillagképben - 1972-ben (három évvel a kitörések felfedezése előtt) fedezték fel az Uhuru amerikai kutatóműhold segítségével. A Herculesben található pulzár 1,24 másodperces periódusú impulzusokat ad ki. Ez a neutroncsillag forgási periódusa. Van még egy periódus a rendszerben - a neutroncsillag és kísérője 1,7 napos periódussal forog közös súlypontjuk körül. A keringési periódus ebben az esetben annak a (véletlen) körülménynek köszönhető, hogy keringési mozgása során a "hétköznapi" csillag rendszeresen megjelenik a minket és a neutroncsillagot összekötő látómezőn, és ezért eltakarja a röntgenforrást. egy ideig. Ez nyilvánvalóan lehetséges, ha a csillagpályák síkja csak kis szöget zár be a látóvonallal. A röntgensugárzás körülbelül 6 órára leáll, majd újra megjelenik, és így tovább 1,7 naponta.

(Mellesleg, korábban röntgenfogyatkozások megfigyelése kitörésekre

mostanában nem járt sikerrel. És furcsa volt: ha a pályák kettős

rendszerek véletlenszerűen orientálódnak a térben, számítani kell arra, hogy től

több mint három tucat burster, legalábbis néhánynak van

a látóvonallal megközelítőleg párhuzamos pályamozgási síkok

(mint a pulzár a Herkulesben), hogy egy közönséges csillag időnként képes legyen

zárja el előlünk a neutroncsillagot. Csak 1982-ben, azaz 7 évvel később

nyitó kitörések, egy példa a napfogyatkozás tört végül

felfedezték.) A hosszú távú megfigyelések lehetővé tették még egy -

a harmadik a röntgenpulzár időszaka Herkulesben: ez az időszak az

35 nap, ebből 2 nap fénylik a forrás, 24 nap pedig nem. Ennek oka

jelenség továbbra is ismeretlen. Pulzár a Centaurus csillagképben

pulzációs periódus 4,8 s. A keringési periódus 2,087

napon, a röntgen fogyatkozások is megtalálják. Hosszútávú

a Herkules csillagképben a pulzár 35 napos periódusához hasonló változások

ez a pulzár nem található. Egy neutroncsillag társa kettős rendszerben

Ez a pulzár egy fényesen látható óriáscsillag, amelynek tömege 10-20 nap. A legtöbb esetben egy neutroncsillag kísérője a röntgensugárzásban

pulsars egy fényes kék óriáscsillag. Ebben különböznek

halvány törpecsillagokat tartalmazó kitörések. De mint a bursterekben, be

ezekben a rendszerekben lehetséges, hogy egy közönséges csillagból anyag áramoljon oda

neutroncsillag, és a sugárzásuk is felmelegedés miatt keletkezik

a neutroncsillag felszínét az akkréciós anyag áramlása. Ez ugyanaz

a sugárzás fizikai mechanizmusa, mint a háttér esetében (nem fáklya)

burster sugárzás. A röntgenpulzárok egy része anyaggal rendelkezik

sugár formájában áramlik a neutroncsillaghoz (mint a kitöréseknél). A legtöbb

Ugyanilyen esetekben egy óriáscsillag csillagszél formájában anyagot veszít -

felületéről a plazmaáramlás minden irányában kilép, ionizált

gáz. (Ilyen jelenség a Napban is megfigyelhető, bár a napszél ill

gyengébb - a Nap nem óriás, hanem törpe.) A csillagszélplazma egy része belép

neutroncsillag közelébe, gravitációjának dominanciájának zónájába, ahol és

elfogja őt.

Azonban amikor közeledik egy neutroncsillag felszínéhez, feltöltődött

a plazmarészecskék újabb erőteret kezdenek tapasztalni

neutroncsillag-pulzár mágneses tere. A mágneses tér képes

|
X-ray pulsar Kijev, röntgen-pulsar hőkamera
- a Földre periodikusan ismétlődő impulzusok formájában érkező váltakozó röntgensugárzás kozmikus forrása.

  • 1 Felfedezéstörténet
  • 2 A röntgenpulzárok fizikai természete
  • 3 Lásd még
  • 4 Megjegyzések
  • 5 Linkek

A felfedezés története

A röntgenpulzárok, mint különálló jelenség felfedezésére 1971-ben került sor az első Uhuru röntgen orbitális obszervatórium által nyert adatok felhasználásával. Az elsőként felfedezett röntgenpulzár, a Centaurus X-3 nemcsak szabályos fényerő-pulzációkat mutatott körülbelül 4,8 másodperces periódussal, hanem rendszeres változást is ebben az időszakban. További vizsgálatok kimutatták, hogy a pulzáció periódusának változása ebben a rendszerben összefügg a Doppler-effektussal, amikor a pulzáció forrása a bináris rendszerben a pálya mentén mozog. Érdekes megjegyezni, hogy az 1970 októberében végzett sztratoszféra-kísérlet során felfedezett GX 1+4 forrás (a mérésekről egy cikket azután küldtek publikálásra, hogy az Uhuru Obszervatórium adatai a Cen X-3 forrásról publikálták az eredményt. csoport), és amely rendszeres, körülbelül 2,3 perces fényerő-változást észleltek, szintén pulzárnak bizonyult. A sztratoszférikus kísérlet korlátozott adatai azonban nem tettek lehetővé megbízható megállapításokat a forrás fényerejének változásának szigorú szabályosságáról, ezért ez a forrás nem tekinthető az első felfedezett röntgenpulzárnak.

Formálisan először még 1963-ban fedezték fel egy mágnesezett forgó neutroncsillag (azaz pulzár) sugárzását a Rák-ködben, i.e. még azelőtt, hogy A. Huish és J. Bell 1967-ben felfedezte a neutroncsillagokat. A Rák-ködben található neutroncsillag nagyon rövid forgási ideje (körülbelül 33 ms) azonban csak 1969-ben tette lehetővé a röntgenpulzáció ilyen frekvenciájú észlelését.

A röntgenpulzárok fizikai természete

A röntgenpulzárokat két nagy osztályba lehet osztani a röntgensugarakat tápláló energiaforrás szerint: akkretáló röntgenpulzárokra és egyedi röntgenpulzárokra. Az első kettős rendszer, amelynek egyik összetevője egy neutroncsillag, a második pedig egy csillag, amely vagy kitölti a Roche-lebenyét, aminek következtében az anyag egy közönséges csillagból egy neutronba, vagy egy óriásba áramlik. csillag erős csillagszéllel.

A neutroncsillagok nagyon kis méretű (20-30 km átmérőjű) és rendkívül nagy sűrűségű csillagok, amelyek meghaladják az atommag sűrűségét. Úgy gondolják, hogy a neutroncsillagok szupernóva-robbanások eredményeként jelennek meg. Egy szupernóva-robbanás során egy normál csillag magja gyorsan összeomlik, ami aztán neutroncsillaggá változik. A tömörítés során a szögimpulzus megmaradásának törvénye, valamint a mágneses fluxus megmaradása miatt a csillag forgási sebessége és mágneses tere meredeken megnövekszik. A neutroncsillag gyors forgási sebessége és a rendkívül nagy mágneses mezők (1012-1013 gauss) a röntgenpulzár jelenség előfordulásának fő feltételei.

A behulló anyag akkréciós korongot képez a neutroncsillag körül. De egy neutroncsillag közvetlen közelében megsemmisül: a plazma mozgása nagymértékben akadályozott a mágneses erővonalakon keresztül. Anyag már nem tud mozogni a korong síkjában, a mező vonalai mentén mozog és a pólusok tartományában a neutroncsillag felszínére esik. Ennek eredményeként kialakul az úgynevezett akkréciós oszlop, amelynek mérete jóval kisebb, mint magának a csillagnak a mérete. A neutroncsillag szilárd felületét elérő anyag erősen felmelegszik, és röntgensugárzásban sugározni kezd. A sugárzás pulzálása összefügg azzal, hogy a csillag gyors forgása miatt az akkréciós oszlop most eltűnik a megfigyelő látóköréből, majd újra megjelenik.

A fizikai képet tekintve a röntgenpulzárok közeli rokonai a polárisok és a köztes polárisok. A pulzárok és a polárisok közötti különbség az, hogy a pulzár egy neutroncsillag, míg a poláris egy fehér törpe. Ennek megfelelően kisebb a mágneses mezőjük és a forgási sebességük.

A neutroncsillagok öregedésével a tere gyengül, és a röntgenpulzár kitörhet.

Az egysugaras pulzárok olyan neutroncsillagok, amelyek röntgensugárzása vagy felgyorsult töltött részecskék kibocsátásából, vagy felületük egyszerű hűtéséből adódik.

Lásd még

  • neutroncsillag
  • rádió pulzár
  • Pulzár
  • Polárisok (kataklizmikus változók)
  • Köztes poláris

Megjegyzések

  1. V. M. Lipunov. A neutroncsillagok asztrofizikája. - A tudomány. - 1987. - S. 139.

Linkek

  • Űrfizika. Kis Enciklopédia, Moszkva: Szovjet Enciklopédia, 1986

röntgen pulzár anime, röntgen pulzár jelek, röntgen pulzár irányzékok, röntgen pulzár hőkamera

X-ray pulsar Információk a

RÖNTGEN PULZÁROK

- váltakozó periodikus források. röntgen erős mágneses térrel rendelkező neutroncsillagok. mező, sugárzó miatt felgyülemlések. Magn. mező a felszínen R. o. ~ 10 11 -10 14 gauss. Világosságok legtöbb R. p. 10 35 és 10 39 erg/s között. Pulzus periódusok R 0,07 másodperctől többig ezer másodperc. Az R. p. szoros kettős csillagrendszerekben szerepel (lásd. közeli kettős csillagok) A to-rykh második komponense egy normál (nem degenerált) csillag, amely a Galaxis R. p. és a síkjában fekvők, valamint a kis tömegű kettős rendszerek felhalmozódásához és normál működéséhez szükséges anyagot szállítja. a II. galaxis népességéhez és annak gömbölyűségéhez tartozó. összetevő. R. p. is felfedezték a Magellán-felhőkben.

Rizs. 1. Az "Uhuru" műholdról 1971. május 7-én kapott Centaur X-3 röntgenpulzáris sugárzás rögzítése. A függőleges tengelyen - a leolvasások száma időintervallumonként 1 bin = 0,096 s, vízszintesen - idő kukákban.

Rizs. 2. ábra: A Centaur-X-3 forrás röntgensugárzásának hosszú távú változékonysága (alsó grafikon, N - leolvasások száma, s -t) Jellegzetes röntgensugár-fogyatkozások láthatók. A felső grafikon a P periódus változásait mutatja, bizonyítva a pulzár mozgását a kettes rendszer tömegközéppontja körül (A 1.387-10 -3).

Az elején a röntgenkutatás szakasza. az objektumok aszerint kaptak nevet, hogy melyik csillagképben helyezkednek el. Például a Hercules X-1 az első röntgenfelvételt jelenti. fényerő objektum a Herkules csillagképben, Centaur X-3 - a harmadik fényerő a Kentaur csillagképben. Az R. p.-t a Kis Magellán-felhőben SMC X-1-nek, a Nagy Magellán-felhőben - LMC X-4-nek jelölik [gyakran megtalálható a röntgenjelölésben. források X betű - angolból. Röntgensugarak (röntgensugarak)].. Nagyszámú röntgensugárzás észlelése műholdakról. egyéb források szükségesek. Csillagászati ​​koordináták). Hasonló jelentéssel bírnak például az Ariel műhold (Nagy-Britannia) által felfedezett források megjelölésében szereplő számok is. A0535 + 26. A GX1+4 típusjelölések a középen lévő forrásokra vonatkoznak. a galaxis régióiban. A számok a galaktikusnak felelnek meg koordináták lés b(ebben az esetben l = 1°, b=+4°). Más megnevezések is használatosak. Így a Cone kísérlet során a szovjet AMS Venera-11, -12 táblájáról felfedezett, körülbelül 8 másodperces villogó RP-t FXP0520-66-nak nevezték el.

A röntgenpulzárok sugárzásának változékonysága. rövid periódus röntgen variabilitás sugárzás R. p. ábra szemlélteti. 1, Kromon található az egyik első felfedezett R. p. - Centaur X-3 (1971. május, "Uhuru" műhold) sugárzásának rekordja. Impulzusismétlési periódus P = 4,8 s

ábrán. A 2. ábra egy hosszú időszakot mutat be. változékonyság R. n. Centaur X-3. Kétnaponta egyszer R. p. időszakosan „eltűnik” (elfogyatkozik) 11 órára (alsó. R. a kétnapos periódus fázisától függ T= 2,087 nap a harmonikus törvény szerint (felső grafikon): hol a változás R, R 0- zavartalan érték R, A - amplitúdó relatív. változtatások Р, t0 megfelel annak a pillanatnak, amikor a perióduseltérés maximális. Ezt a két tényt egyértelműen értelmezzük: R. p. egy bináris rendszerbe lép, amelynek keringési periódusa egyenlő T. Az „eltűnéseket” az R. p. Roche-lebeny fogyatkozásai magyarázzák. Időszakos változtatások R A kettős rendszer tömegközéppontja körüli R. p. keringési mozgása során fellépő Doppler-effektusnak köszönhető. ,ahol én- a bináris rendszer orbitális dőlésszöge (ebben a rendszerben közel 90°), v- az R. p. orbitális mozgásának sebessége; v bűn én= 416 km/s, a pálya excentricitása kicsi. röntgen fogyatkozásokat messze nem minden bináris rendszerben fedeztek fel R. p.

Rizs. 3. A mágnesezett neutroncsillagra történő akkréció egyszerűsített képe kettős rendszerben. A gáz úgy jut be a csillagba, mint egy geometriailag vékony korongba, M pedig a neutroncsillag forgási szögsebessége és mágneses momentuma.. A plazma magnetoszférába való befagyásának feltételei a teljes felületén nem kedvezőek.

Az R. p. felfedezése után a közelében általában gyorsan találnak egy változó optikai elemet. csillag (a kettõs rendszer második komponense), amelynek fényessége a keringési pályával megegyezõ vagy feleannyi ideig változik (lásd lent). Ezen kívül az optikai spektrumvonalak alkatrészek tapasztalata Doppler eltolás, 2 t szűrőben NÁL NÉL(cm. asztrofotometria). A röntgen része sugárzást visszaveri a csillag légköre, de a DOS. a részesedést elnyeli és optikaivá dolgozza fel. R. Az energia egy részét az eff. egy anyag felmelegedése a felületen, a m képződés kíséretében. n. indukált. csillagos szél. A második hatás, az úgynevezett ellipszoid hatás, azzal a ténnyel kapcsolatos, hogy a Roche-lebenyet kitöltő csillag alakja észrevehetően eltér a gömb alakútól. Ennek eredményeként b. h.felület és kétszer - kisebb. Ilyen változékonyság a keringési periódus felének periódusával figyelhető meg bináris rendszerekben, ahol az optikai fény fényereje. komponens sokkal magasabb, mint az Rg. az R. p. luminozitása Konkrétan éppen e változékonyság miatt fedezték fel a Centaur X-3 forrás normál komponensét.

Akkréció egy erős mágneses mezővel rendelkező neutroncsillaghoz. A szoros kettős csillagrendszerekben két alaprendszer lehetséges. akkréció típusai: korongos és gömbszimmetrikus. Roche lebeny), akkor az áramló anyagnak van egy középértéke. veri

Rizs. 4. Számos röntgenpulzár impulzusprofilja. Megadjuk azokat az energiaintervallumokat, amelyekre az adatokat kaptuk, és a P periódusokat.

Rizs. 5. Két röntgenpulzár impulzusprofiljának energiafüggése.

Rizs. 6. Számos röntgenpulzár spektruma. Észrevehető a vas röntgenvonala hv6,5-7 keV-tal.

Szabadesés (gömbszimmetrikus akrécióval) csak nagy távolságokon lehetséges R egy csillagtól. L m ~ 100-1000 km távolságban (a magnetoszféra sugara) a mágnes nyomása. Egy neutroncsillag mezőjét a felszaporodó anyagáramlás nyomásával hasonlítjuk össze ( - anyagsűrűség), és leállítja azt. A zónában R< R M kialakul egy neutroncsillag zárt magnetoszférája (3. ábra, a), közel R M lökéshullám keletkezik, amelyben a plazmát az RP sugárzása hűti le a Compton-szórás következtében. A Rayleigh-Taylor instabilitás miatt lehetővé válik, hogy a plazmacseppek behatoljanak a magnetoszférába, ahol tovább zúzódnak és megfagynak a mágneses térben. terület. Magn. mező-csatornázzák a felhalmozódó plazma áramlását és a mágneses tartományba irányítják. b). A zóna, amelyre az anyag esik, úgy tűnik, . A csillagra eső anyagáram, amely az L x ~ 10 35 -10 39 erg/s fényerő fenntartásához szükséges, egy évnek felel meg. A felület 1 cm 2 -ére másodpercenként több mint egy tonna anyag esik. A szabadesés sebessége 0,4 Val vel.

R. p.-ban fényességgel L x < 10 36 эрг/спадающие протоны и электроны тормозятся в атмосфере (образованной веществом,

Rizs. 7. P periódus (s) az idő függvényében számos röntgenpulzár esetében.

Az R. A fény nyomása) a beeső elektronokra képes megállítani a felhalmozódó anyag áramlását. A neutroncsillag felszíne közelében (1 m-nél kisebb magasságban) sugárzás-dominánsok alakulhatnak ki. lökéshullám. Ha az R. p. fényessége meghaladja a 10 37 erg/s értéket, akkor a neutroncsillag felszíne felett a mágneses tartományban. pólusokon akkréciós oszlop képződik. kritikus fényerő, mert oldalról mágnesesen tartja. mező, nem a gravitáció. Sőt, ha a mágneses Mivel a neutroncsillag mezője meghaladja a 10 13 G-t, ezért az oszlop alján a plazma és a sugárzás hőmérséklete eléri a 10 10 K-t. Ilyen hőmérsékleten az elektron-pozitron párok keletkezési és megsemmisülési folyamatai mennek végbe. A reakció során keletkező neutrínók , vegye el a fő a fényerő részesedése. röntgen a fényesség (a kritikus értéket meghaladó) a neutrínó fényességének kis töredéke, az SMC X-1 és LMC X-4 fényereje pedig ~ 10 m erg/s, azaz jóval nagyobb a kritikusnál. Ezeknek a tárgyaknak nyilvánvalóan van és jelentenek. neutrínó fényessége. A kibocsátott neutrínók felmelegítik a neutroncsillag belsejét, és a kettõs rendszer normál komponensének belsejében elnyelve kis mértékben hozzájárulnak annak optikai képességéhez. fényesség. A felszaporodó anyag fluxusa az ilyen tárgyakban elérheti a (10 - 6 -10 - 5 )évben. Ebben az esetben olyan helyzet lehetséges, amikor az R. o. 10 6 -10 5 éves "munkája" során kb. 1 anyag, a neutroncsillagokra vonatkozó stabilitási határt túllépik, lesz gravitációs összeomlás, robbanás kíséretében szupernóva ritka típus és képzettség fekete lyuk. Ez csak tárcsa akkréciónál fordulhat elő, amikor a sugárzási nyomás nem akadályozza meg a gravitációs középponttól nagy távolságra történő akkréciót.

Röntgenpulzárok impulzusprofiljának és emissziós spektrumának kialakítása. P egyenlő a neutroncsillag forgási periódusával. Erős mágnes jelenléte. mezők sugárzás irányítottságához vezethetnek. A fotonok energiájának arányától függően hv, mágneses erősség. mezőket Hés plazmaraj T e"ceruza" és "kés" minták is kialakíthatók. A legfontosabb paraméter az elektron girofrekvenciája (ciklotronfrekvenciája). Az irányítottság foka az összefüggések f-ciója, az irányítottsági minta határozza meg az R. p impulzusprofiljának alakját. 4. Számos R. p. profiljának alakja a fotonenergia növekedésével változik (5. ábra).

A neutroncsillag emissziós spektrumának többkomponensűnek kell lennie. Lökéshullámot, akkréciós oszlopot, az oszlop alapjához közeli neutroncsillag felszínét és a magnetoszférán keresztül a neutroncsillag pólusaira áramló plazmát bocsátanak ki. Ez a plazma elnyeli az oszlop kemény sugárzását, és újra kisugározza azt a "lágy" röntgensugárban. tartománya mind a kontinuumban (folyamatos spektrumban), mind a röntgensugárzásban. nehéz elemek ionjainak (jellemző és rezonáns) vonalai. Ha egy nagy fényerejű RP magnetoszféráján a plazmaáramlás nem fedi le annak teljes felületét, akkor „ablakok” jönnek létre, amelyekbe szabadon távozik a „kemény” sugárzás, míg a nagy optikai sugárzás miatt más irányok záródnak előtte. a plazmaáramlások vastagsága. A neutroncsillag forgásának sugárzási pulzációhoz kell vezetnie. Ez egy másik mechanizmus a röntgenprofil kialakulásához. R. p. tanulmányozásának legfontosabb lépése egy girolin [spektrális vonal az elektronok ciklotronsugárzása (vagy abszorpciója) következtében] felfedezése volt az R. p. Hercules X-1 spektrumában. A girolin felfedezése megadta a közvetlen kísérletezés módszerét. hv H = 56 keV. Az összefüggés szerint hv H = 1,1 (H/10 11 G) keV, mágneses erősség ennek a neutroncsillagnak a felszínén a mező 5*10 12 G.

Neutroncsillagok forgásának gyorsulása és lassulása. A rádiópulzárokkal ellentétben (néhány közülük különösen pulzárok a Rákban és a Vitorlában, röntgensugárban sugároznak. tartomány), amelyek egy mágnesezett neutroncsillag forgási energiája miatt sugároznak és idővel növelik periódusukat; az akkréció miatt sugárzó RP-k felgyorsítják a forgásukat. Valójában a korong akkréciója során a magnetoszférára eső anyagnak észrevehető sp. a mozgás mennyiségének pillanata. Befagy a mágnesbe. mezőben a felszaporodó plazma a csillag felszíne felé mozog, és átadja neki szögimpulzusát. Ennek eredményeként a csillag forgása felgyorsul, és az impulzusismétlési periódus csökken. Ez a hatás minden R. p.-re jellemző (7. ábra). Néha azonban lassulás figyelhető meg. Ez akkor lehetséges, ha az akkréció sebessége vagy a felszaporodó anyag mozgásmennyiségének nyomatékának iránya megváltozik. Az időszak növekedéséhez vezető mechanizmusok közül az ún. propeller mechanizmus. Feltételezhető, hogy R. A. Sunyaev.

"X-RAY PULSARS" a könyvekben

szerző Panysheva Lidia Vasziljevna

E. I. Lipina röntgengépei

A kutyák betegségei (nem fertőző) könyvből szerző Panysheva Lidia Vasziljevna

Röntgenkészülékek E. I. Lipina Minden röntgenkészüléknek, függetlenül a rendeltetésétől, szükségszerűen a következő fő alkotóelemekkel kell rendelkeznie: autotranszformátor, emelőtranszformátor, röntgencső spirálszálas transzformátor (leléptető)

RÖNTGENSUGÁROK VAGY PARATOK*

Nikola Tesla könyvéből. ELŐADÁSOK. CIKKEK. írta Tesla Nikola

RÖNTGSUGÁROK VAGY PARATOK* A mérföldkőnek számító felfedezések első beszámolójában Roentgen kifejezte meggyőződését, hogy az általa megfigyelt jelenségek az éter néhány új perturbációjának következményei. Ez a nézőpont alaposabb mérlegelést igényel, mivel valószínű

szerző Shklovsky Iosif Samuilovich

21. fejezet A pulzárok, mint a rádiósugárzás forrásai A pulzárok számára talán a legnehezebb meghatározni bármely "normál" rádiósugárzási forrás két fő jellemzőjét - a fluxust és a spektrumot. Ezek a nehézségek elsősorban a pulzárok természetéhez kapcsolódnak. Az a tény,

23. fejezet Röntgencsillagok

A Csillagok könyvéből: Születésük, életük és haláluk [Harmadik kiadás, átdolgozott] szerző Shklovsky Iosif Samuilovich

23. fejezet Röntgencsillagok Amint a könyv bevezetőjében már jeleztük, a légkörön kívüli csillagászat, valamint a rádiócsillagászat gyors fejlődése a háború utáni években forradalomhoz vezetett tudományunkban. Talán a leglenyűgözőbb vívmányok az extra-atmoszférikus

6. Pulzárok – 2. szenzáció

Érdekesség a csillagászatról című könyvből szerző Tomilin Anatolij Nyikolajevics

6. Pulsars - szenzáció No. 2 Minden normálisan indult. Cambridge-i rádiócsillagászok egy csoportja, 81,5 megahertzes frekvencián pásztázva az eget, 1967 júniusában négy szokatlan, impulzusos kozmikus rádiósugárzásra bukkant. A tekintélyes "Természet" nem öröm nélkül hozott

76. Mik azok a neutroncsillagok és pulzárok?

A Tweetek az Univerzumról című könyvből írta: Chown Marcus

76. Mik azok a neutroncsillagok és pulzárok? Elképesztő tény: egy kockacukor térfogatába belefér az egész emberiség. Miért? Mert az anyag észbontóan üres lehet. Primitív szóhasználattal az atomot úgy képzelhetjük el

Mik azok a röntgensugarak?

A Mindent mindenről című könyvből. Hang 1 a szerző Likum Arkady

Mik azok a röntgensugarak? A röntgensugarakat 1895-ben fedezte fel Németországban, Wilhelm Roentgen, akiről el is nevezték őket.Ezek a sugarak, akárcsak a fénysugarak, átható erejűek. Hullámhosszukban és energiájukban különböznek a fénysugaraktól. A legrövidebb

A szerző Great Soviet Encyclopedia (PU) című könyvéből TSB

Pulzárok

A Sötét küldetés című könyvből. NASA titkos története szerző Hoagland Richard Caulfield

Pulzárok

5. Szupernóvák, pulzárok és fekete lyukak

Az Univerzum, élet, elme című könyvből szerző Shklovsky Iosif Samuilovich

5. Szupernóvák, pulzárok és fekete lyukak Az előző fejezetben egy "normál" csillag evolúciójának képét vázoltuk fel születésének pillanatától egy csomó zsugorodó gáz- és porköd formájában a mély "öregségig" - egy szupersűrű hideg "fekete" törpe. azonban

§ 2.19 Pulzárok

A Ritz Ballistic Theory and the Picture of the Universe című könyvből szerző Szemikov Szergej Alekszandrovics

Kiderült, hogy a lágy, ismétlődő gamma-kitörések forrásainak rokonai vannak. Az 1990-es évek közepén az egyneutroncsillagok új osztályát azonosították több tudóscsoport, akik az úgynevezett röntgenpulzárokat tanulmányozták. A röntgenpulzárokat akkoriban kizárólag a következőképpen ábrázolták: ezek kettős rendszerek, ahol van egy neutroncsillag és egy közönséges csillag. Egy közönséges csillag anyaga egy neutroncsillaghoz áramlik, vagy közvetlenül a felszínére esik, vagy előzetesen egy korongba kavargat. A lehulló plazmát nagyon magas hőmérsékletre hevítik, és ennek eredményeként röntgensugár keletkezik. Emlékezzünk vissza, hogy a mágneses mezővel rendelkező neutroncsillag az anyagot a sarki sapkákhoz vezeti (akárcsak a Földön, a magnetoszféra a töltött részecskéket a sarki régiókba irányítja, és ott fordulnak elő az aurorák - bolygónk északi és déli részén ). Egy kompakt objektum forog a tengelye körül, és periodikusan látunk egy polársapkát, majd egy másikat, és így jön létre a röntgenpulzár jelensége.

A tanulmányok azonban kimutatták, hogy létezik egy furcsa röntgenpulzár csoport, amely különbözik az összes többitől. Kicsit előre tekintve pedig azt mondhatjuk, hogy magnetároknak bizonyultak. Ezeknek a furcsa röntgenpulzároknak körülbelül azonos periódusai voltak 5-10 másodperc körül (bár általában a röntgenpulzárok periódusai nagyon széles tartományban vannak - ezredmásodpercektől órákig). Fényességük százszor kisebb volt, mint társaiké. A forgási periódus folyamatosan csak nőtt (míg a legtöbb röntgenpulzárnál vagy csökken, vagy nő). És nem volt bizonyíték egy második csillag jelenlétére a rendszerben: sem maga a csillag, sem a pályamozgással kapcsolatos sugárzási modulációk nem voltak láthatóak. Kiderült, hogy ezek valóban egyneutron csillagok. Ott nincs anyagáramlás, vagy ahogy mondani szokás, akkréció. Csak magának a neutroncsillagnak nagyon forró sarki sapkái vannak. Továbbra is meg kell magyarázni, miért.

Itt jönnek segítségül az erős mágneses mezők. Maga az áramenergia felszabadulása, ami nem rövidzárlat miatt következik be, hanem lassan, mint egy vízforralóban vagy egy elektromos melegítőben, vagy más elektromos készülékben. A hőmérséklet ott magasabb, ahol a fűtőelem található - ahol az áram folyik. Ezután a hővezető képesség segítségével a hő elterjed az egész térfogatban. A neutroncsillag felületét valóban nem egyenletesen, hanem például a pólusok melegíthetik fel (ez annak köszönhető, hogy az elektronok hőt szállítanak a kéregben, és könnyebben mozognak a mágneses tér mentén vonalak, amelyek éppen a pólusoknál a felszín felé irányulnak). Aztán látni fogunk egy röntgenpulzárt is.

Egy ideig azt a hipotézist vitatták meg, hogy a rendellenes röntgenpulzárok akkréció miatt ragyoghatnak. Akkor elég erős akkréciós koronggal kell rendelkezniük. Az anyag azonnal felhalmozódhat egy szupernóva-robbanás után. Ez magyarázhatja a források fényességét és periódusait. De ez nem magyarázza meg a kitöréseik egyes jellemzőit, és ami a legfontosabb, a villanásokat. Kiderült, hogy egyes rendellenes röntgenpulzárok úgynevezett gyenge fáklyákat hozhatnak létre, amelyek hasonlóak a lágy ismétlődő gamma-kitörések forrásainál megfigyeltekhez.

A lágy ismétlődő gamma-kitörések forrásai egyébként a kitörések között rendellenes röntgenpulzároknak tűnhetnek. Egyes tudósok azt gyanították, hogy ezek „rokonok”, és közös erős mágneses térrel rendelkeznek.

erős mezők

Miért beszélünk erős mágneses mezőkről rendellenes röntgenpulzárok és lágy ismétlődő gamma-kitörések forrásai esetén? Természetesen szigorúan véve még a gyenge mágneses mezők is oda vezethetnek, hogy a neutroncsillag felületének egyes részei forróbbak lesznek. A rövidzárlat pedig elvileg nagyon erős mágneses mezők nélkül is megoldható. De persze ha nagyok a mezők, akkor az áramlatok is nagyok. Több energia szabadul fel, és a tárgyak egyszerűen jobban észrevehetők. Ez az első ok.

A második okot nem fogjuk részletesen megvizsgálni, de röviden összefoglalva az a tény, hogy az erős áramlatok gyorsabban és észrevehetőbben fejlődnek. Vagyis számukra valóban nagyobb az energialeadás mértéke. Ennek a kérdésnek a részletes tárgyalása azonban megköveteli a folyamat fizikájának részletes tárgyalását megfelelő számításokkal.

A harmadik ok a mágneses mezők tényleges mérésével kapcsolatos. Sajnos elég nehéz közvetlenül mérni az ilyen távoli objektumok mágneses terét. Tömegesen csak közvetetten mérik. Minél erősebb a mágneses tér, annál gyorsabban lassítja le a neutroncsillag (amely nem lép kölcsönhatásba a környező anyaggal) a forgását. A neutroncsillagok forgásának ez a lassulása pedig felhasználható a mezők becslésére. Például rádiópulzároknál ez elég jól működik. Ha ugyanezt a technikát alkalmazzák lágy ismétlődő gamma-kitörések forrásaira vagy rendellenes röntgenpulzárokra, akkor kiderül, hogy ezek mezői százszor nagyobbak, mint a hagyományos rádiópulzároké. Vagyis ugyanazon időszakokra több tízezerszer hatékonyabban lassítanak: a forgási periódus és deriváltjának (azaz a lassulási sebesség) szorzata arányos a dipólus mágneses tér négyzetével a felületén. neutroncsillag.

Vannak más okok is azt gondolni, hogy a magnetárok mágneses tere nagy. Megbecsülhető a fáklya tevékenységének több tízezer éven keresztüli fenntartásához szükséges energia mennyisége. A szükséges érték a mágneses tér energiatartalékának felel meg, ha az nagy. Ahhoz, hogy egy óriási fellángolás után pulzáló farok jelenjen meg, meg kell akadályozni, hogy az anyag szétszóródjon - ezt erős mágneses tér is megteheti. Végül a magnetárok spektruma is az erős mezők mellett tanúskodik.

Gyönyörű eredmény született az INTEGRAL röntgenműholdon, először Szergej Molkov és szerzőtársai, majd más megfigyelői csoportok. Ezeket a megfigyeléseket megelőzően senki sem tudta megszerezni a magnetárok spektrumát 10 keV-nál jóval nagyobb energiáknál, azaz a szabványos röntgentartományon túl. A spektrumoknak (és ennek megfelelően az elméleti modelleknek) a kemény röntgenenergia-tartományra történő extrapolálása azt jósolta, hogy a források gyengék lesznek – a spektrumok a kemény röntgentartományban esnek le. Kiderült, hogy ez nem így van. Számos rendellenes röntgenpulzár és lágy ismétlődő gammasugár-kitörések forrása erős emissziót mutatott ki a kemény röntgensugárzás tartományában. Különféle modellek születtek ezen adatok magyarázatára. De a legsikeresebbek erős mágneses mező jelenlétét igénylik.

Így alakult ki a modern magnetárok első koncepciója: ezek a neutroncsillagok nagy (nagyságban és térbeli kiterjedésben is) nagy mágneses térrel. Meglehetősen ritkák – körülbelül százszor kevesebb magnetár ismert, mint rádiópulzár. De tény, hogy egyszerűen nem élnek túl sokáig - az aktív magnetár fokozata több tízszer rövidebb ideig tart, mint a rádiópulzáré. Nagyon gyorsan lelassulnak, elvesztik az energiájukat, és megszűnnek egyértelműen látható tárgyak lenni. Úgy gondolták, hogy a fiatal korában az összes neutroncsillag néhány százaléka (talán akár 10%) is lehet ilyen magnetár.

Már az első mágneses koncepció megjelenésekor felmerült a kérdés, hogy honnan származnak ezek az erős mágneses terek. Mert ha még mindig a közönséges rádiópulzárok a jellemzőek, akkor ki kell találnunk egy olyan mechanizmust, amellyel a mezőket további két nagyságrenddel növelhetjük. Egy ilyen forgatókönyvet már Thomson, Duncan és társszerzőik első munkái is javasoltak. Egy dinamó mechanizmuson alapul.

Az ötlet így néz ki. Mindannyian úgy gondoljuk, hogy a mágneses mezők erővonalak, mint a mágnesből kilógó "zsinórok". Bármilyen zsinór csavarható és összehajtható. Akkor nálunk a zsinór szorosabbra lesz csomagolva. Ugyanez a mágneses mezővel is - kétszer erősebb lesz, ha ezt erővonalakkal csinálod. Ehhez az szükséges, hogy a mező jól kapcsolódjon az anyaghoz, és az anyagnak három dimenzióban kell mozognia. A magnetárok esetében ez akkor lehetséges, ha egyrészt a neutroncsillag nagyon gyorsan forog, másrészt még folyékony, és konvekció lehetséges benne. Ekkor a protoneutroncsillagban a konvekció és forgás oda vezethet, hogy a mágneses mezőket a dinamómechanizmus felerősíti. Ez jó ötlet, de egy nagyon nagy problémába ütközik – nehéz megmagyarázni, hogy a neutroncsillagok miért forognak olyan gyorsan az elején. Tízszer gyorsabban kell forognia, mint az átlagos pulzár születéskor. Mi késztethet ilyen gyorsan egy újszülött neutroncsillagot?

A forgása természetesen összefügg azzal, hogy az őscsillag hogyan forgott. És van mód egy közönséges csillag továbbpörgésére. Ez akkor lehetséges, ha egy bináris rendszer része. Ekkor a szomszédos csillaggal való kölcsönhatás oda vezethet, hogy a magnetár őscsillaga a kelleténél többször gyorsabban fog forogni, és ekkor megjelenhet egy gyorsan forgó neutroncsillag, amely megerősítheti mágneses terét és magnetárrá alakulhat. Egyelőre sajnos nem világos, hogy ez a mechanizmus működik-e vagy sem, de legalább van egy jó logikai lánc, amely az esetek alig 10%-ában nagyon erős mágneses mezővel rendelkező neutroncsillagok kialakulásához vezet. És vannak megfigyelések, amelyek szerint legalábbis bizonyos esetekben a magnetárok olyan csillagokból születtek, amelyek evolúciójuk egyik szakaszában ráadásul kettős rendszerekben is forogtak.

Hasonló hozzászólások