Рентгеновский пульсар
Рентгеновские пульсары или пульсары, питающиеся аккрецией, представляют собой класс астрономических объектов, которые являются источниками рентгеновского излучения , демонстрирующими строгие периодические изменения интенсивности рентгеновского излучения. Периоды рентгеновского излучения варьируются от долей секунды до нескольких минут.
Характеристики
[ редактировать ]Рентгеновский пульсар — это тип двойной звездной системы, состоящей из типичной звезды (звездного компаньона) на орбите вокруг намагниченной нейтронной звезды . Напряженность магнитного поля на поверхности нейтронной звезды обычно составляет около 10 8 Тесла , более чем в триллион раз сильнее, чем сила магнитного поля, измеренная на поверхности Земли (60 мкТл ).
Газ аккрецируется из звезды-компаньона и направляется магнитным полем нейтронной звезды к магнитным полюсам, образуя две или более локализованные горячие точки рентгеновского излучения, подобные двум полярным сияниям на Земле, но гораздо более горячие. В этих горячих точках падающий газ может достигать половины скорости света, прежде чем он столкнется с поверхностью нейтронной звезды. так много гравитационной потенциальной энергии Падающий газ высвобождает , что горячие точки, площадь которых оценивается примерно в один квадратный километр, могут быть в десять тысяч раз или более ярче Солнца . [1]
Температура достигает миллионов градусов, поэтому горячие точки излучают в основном рентгеновские лучи. Когда нейтронная звезда вращается, наблюдаются импульсы рентгеновского излучения, когда горячие точки перемещаются внутрь и исчезают из поля зрения, если магнитная ось наклонена по отношению к оси вращения. [1]
Газоснабжение
[ редактировать ]Газ, питающий рентгеновский пульсар, может достигать нейтронной звезды различными путями, которые зависят от размера и формы орбитального пути нейтронной звезды и природы звезды-компаньона.
Некоторые звезды-компаньоны рентгеновских пульсаров представляют собой очень массивные молодые звезды, обычно OB-сверхгиганты (см. звездную классификацию , вызванный радиацией звездный ветер ), которые испускают со своей поверхности . Нейтронная звезда погружена в ветер и непрерывно захватывает газ, протекающий рядом. Vela X-1 является примером такой системы.
В других системах нейтронная звезда вращается настолько близко к своему компаньону, что ее сильная гравитационная сила может вытягивать материал из атмосферы компаньона на орбиту вокруг себя - процесс массопереноса, известный как полости Роша переполнение . Захваченный материал образует газообразный аккреционный диск и движется по спирали внутрь, чтобы в конечном итоге упасть на нейтронную звезду, как в двойной системе Cen X-3 .
Для других типов рентгеновских пульсаров звездой-компаньоном является Ве-звезда , которая вращается очень быстро и, по-видимому, сбрасывает диск газа вокруг своего экватора. Орбиты нейтронной звезды с этими спутниками обычно большие и очень эллиптической формы. Когда нейтронная звезда пройдет поблизости или через околозвездный диск Be, она захватит материал и временно станет рентгеновским пульсаром. Околозвездный диск вокруг звезды Be расширяется и сжимается по неизвестным причинам, поэтому это временные рентгеновские пульсары, которые наблюдаются лишь периодически, часто с интервалами от месяцев до лет между эпизодами наблюдаемых рентгеновских пульсаций. [2] [3] [4] [5]
Поведение вращения
[ редактировать ]Радиопульсары (пульсары, работающие на вращении) и рентгеновские пульсары демонстрируют очень разное поведение вращения и имеют разные механизмы создания характерных импульсов, хотя считается, что оба типа пульсаров являются проявлением вращающейся намагниченной нейтронной звезды . Цикл вращения нейтронной звезды в обоих случаях отождествляется с периодом импульса.
Основные различия заключаются в том, что радиопульсары имеют периоды порядка миллисекунд или секунд, и все радиопульсары теряют угловой момент и замедляются. Напротив, рентгеновские пульсары демонстрируют разнообразное поведение спина. Наблюдается, что некоторые рентгеновские пульсары постоянно вращаются все быстрее и быстрее или медленнее и медленнее (со случайными изменениями в этих тенденциях), в то время как другие демонстрируют либо небольшие изменения в периоде импульса, либо демонстрируют неустойчивое поведение при замедлении и увеличении вращения. [2]
Объяснение этой разницы можно найти в физической природе двух классов пульсаров. Более 99% радиопульсаров представляют собой одиночные объекты, которые излучают энергию вращения в виде релятивистских частиц и магнитно-дипольного излучения, освещая любые близлежащие туманности, окружающие их. Напротив, рентгеновские пульсары являются членами двойных звездных систем и аккрецируют материю либо из звездных ветров, либо из аккреционных дисков. Аккрецированная материя передает угловой момент нейтронной звезде (или от нее), вызывая увеличение или уменьшение скорости вращения со скоростью, которая часто в сотни раз превышает типичную скорость замедления вращения в радиопульсарах. Почему именно рентгеновские пульсары демонстрируют такое различное поведение вращения, до сих пор не совсем понятно.
Наблюдения
[ редактировать ]Рентгеновские пульсары наблюдаются с помощью рентгеновских телескопов , которые представляют собой спутники на низкой околоземной орбите, хотя некоторые наблюдения проводились, в основном в первые годы рентгеновской астрономии , с использованием детекторов, переносимых на воздушных шарах или зондирующих ракетах. Первым рентгеновским пульсаром, открытым , был Центавр X-3 . в 1971 году с помощью Ухуру рентгеновского спутника [1]
Аномальные рентгеновские пульсары
[ редактировать ]Магнетары , изолированные и сильно намагниченные нейтронные звезды, можно наблюдать как относительно медленные рентгеновские пульсары с периодами в несколько секунд. Их называют аномальными рентгеновскими пульсарами, но они не связаны с двойными рентгеновскими пульсарами.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с «Исследуя рентгеновскую Вселенную» , Филипп. А. Чарльз, Фредерик Д. Сьюард, издательство Кембриджского университета, 1995, гл. 7.
- ^ Перейти обратно: а б Билдстен, Л.; Чакрабарти, Д.; Чу, Дж.; Палец, МХ; Кох, ДТ; Нельсон, RW; Принц, штат Калифорния; Рубин, Британская Колумбия; Скотт, DM; Воган, Б.; Уилсон, Калифорния; Уилсон, РБ (1997). «Наблюдения аккрецирующих пульсаров». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 113 (2): 367–408. arXiv : astro-ph/9707125 . Бибкод : 1997ApJS..113..367B . дои : 10.1086/313060 . S2CID 706199 .
- ^ Чандра, AD; Рой, Дж.; Агравал, ПК; Чоудри, М. (2020). «Исследование недавней вспышки Be/рентгеновской двойной системы RX J0209.6-7427 с помощью AstroSat: новый сверхяркий рентгеновский пульсар в Магеллановом мосту?» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 495 (3): 2664–2672. arXiv : 2004.04930 . Бибкод : 2020MNRAS.495.2664C . дои : 10.1093/mnras/staa1041 .
- ^ «Сверхъяркий источник рентгеновского излучения пробуждается вблизи галактики, расположенной недалеко от нас» . Королевское астрономическое общество . Июнь 2020.
- ^ «Сверхъяркий пульсар пробуждается по соседству с Млечным путем после 26-летнего сна» . Альфредо Карпинети . Июнь 2020.
