Рентгеновская двойная система

Рентгеновские двойные системы — это класс двойных звезд , светящихся в рентгеновских лучах . Рентгеновские лучи производятся падением вещества от одного компонента, называемого донором (обычно относительно распространенной главной последовательности звездой ), на другой компонент, называемый аккретором , который является либо нейтронной звездой , либо черной дырой . Падающее вещество высвобождает гравитационную потенциальную энергию , составляющую до 30 процентов своей массы покоя, в виде рентгеновских лучей. (Водородный синтез высвобождает лишь около 0,7 процента массы покоя.) Время жизни и скорость массопереноса в рентгеновской двойной системе зависят от эволюционного статуса звезды-донора, соотношения масс между звездными компонентами и их орбитального разделения. ^[1]

Примерно 10 ⁴¹ позитроны вылетают в секунду из типичной рентгеновской двойной системы малой массы . ^[2]^[3]

Классификация

Рентгеновские двойные системы подразделяются на несколько (иногда перекрывающихся) подклассов, которые, возможно, лучше отражают основную физику. Обратите внимание, что классификация по массе (высокая, средняя, низкая) относится к оптически видимому донору, а не к компактному аккретору, излучающему рентгеновские лучи.

Маломассивные рентгеновские двойные системы (LMXB)
- Мягкие рентгеновские переходные процессы (SXT)
- Симбиотические рентгеновские двойные системы
- Сверхмягкие источники рентгеновского излучения или сверхмягкие источники ^[5] (SSX), (SSXB)
- Аккрецирующие миллисекундные рентгеновские пульсары (AMXP) ^[6]^[7]
Рентгеновские двойные системы промежуточной массы (IMXB)
- Сверхкомпактные рентгеновские двойные системы (UCB) ^[8]
Рентгеновские двойные системы большой массы (HMXB)
Другие
- Рентгеновские барстеры
- Рентгеновские пульсары
- Микроквазары (радиоструйные рентгеновские двойные системы, в которых может находиться либо нейтронная звезда, либо черная дыра)

Маломассивная рентгеновская двойная система

Рентгеновская двойная система малой массы ( LMXB ) — это двойная звездная система, одним из компонентов которой является либо черная дыра , либо нейтронная звезда . ^[1] Другой компонент, донор, обычно заполняет полость Роша и поэтому передает массу компактной звезде. В системах LMXB донор менее массивен, чем компактный объект, и может быть на главной последовательности , вырожденным карликом ( белый карлик ) или развитой звездой ( красный гигант ). обнаружено около двухсот LMXB В Млечном Пути . ^[11] из них тринадцать LMXB были обнаружены в шаровых скоплениях . обнаружила Рентгеновская обсерватория Чандра LMXB во многих далеких галактиках. ^[12]

Типичная рентгеновская двойная система малой массы излучает почти все свое излучение в рентгеновских лучах и обычно менее одного процента в видимом свете, поэтому они являются одними из самых ярких объектов на рентгеновском небе, но относительно слабыми в видимом свете. . Видимая звездная величина обычно составляет от 15 до 20. Самая яркая часть системы — аккреционный диск вокруг компактного объекта. Орбитальные периоды LMXB варьируются от десяти минут до сотен дней.

Переменность LMXB чаще всего наблюдается в виде рентгеновских барстеров , но иногда ее можно увидеть и в виде рентгеновских пульсаров . Рентгеновские взрывы возникают в результате термоядерных взрывов, возникающих в результате аккреции водорода и гелия. ^[13]

Рентгеновская двойная система промежуточной массы

( Рентгеновская двойная система промежуточной массы IMXB ) — это двойная звездная система, одним из компонентов которой является нейтронная звезда или черная дыра. Другой компонент — звезда промежуточной массы. ^[13]^[14] Рентгеновская двойная система промежуточной массы является источником рентгеновских двойных систем малой массы.

Массивная рентгеновская двойная система

Рентгеновская двойная система большой массы ( HMXB ) — это двойная звездная система с сильным рентгеновским излучением, в которой нормальный звездный компонент представляет собой массивную звезду : обычно звезду O или B, синий сверхгигант или, в некоторых случаях, звезду типа O или B. , красный сверхгигант или звезда Вольфа-Райе . Компактный компонент, излучающий рентгеновские лучи, представляет собой нейтронную звезду или черную дыру . ^[1]Часть звездного ветра массивной нормальной звезды улавливается компактным объектом и производит рентгеновские лучи, когда он падает на компактный объект.

В рентгеновской двойной системе большой массы массивная звезда доминирует в излучении оптического света, а компактный объект является доминирующим источником рентгеновского излучения. Массивные звезды очень яркие и поэтому их легко обнаружить. Одной из самых известных рентгеновских двойных систем большой массы является Лебедь X-1 , который был первым обнаруженным кандидатом в черные дыры. Другие HMXB включают Vela X-1 (не путать с Vela X ) и 4U 1700-37 .

Переменность HMXB наблюдается в виде рентгеновских пульсаров , а не рентгеновских барстеров . Эти рентгеновские пульсары возникли в результате аккреции вещества, магнитно направленного к полюсам компактного компаньона. ^[13] Звездный ветер и переполнение полости Роша массивной нормальной звезды аккумулируются в таких больших количествах, что перенос очень нестабилен и создает кратковременный массоперенос.

Как только HMXB достигнет своего конца, если периодичность двойной системы будет меньше года, она может превратиться в одиночный красный гигант с нейтронным ядром или в одну нейтронную звезду . При более длительной периодичности, год и более, HMXB может стать двойной нейтронной звездой , если ее не прервет сверхновая . ^[14]

Микроквазар

Микроквазар родственник (или радиоизлучающая рентгеновская двойная система) — меньший квазара . Микроквазары названы в честь квазаров, поскольку у них есть некоторые общие характеристики: сильное и переменное радиоизлучение, часто разрешимое как пара радиоджетов, и аккреционный диск, окружающий компактный объект , который является либо черной дырой , либо нейтронной звездой . В квазарах черная дыра сверхмассивная (миллионы солнечных масс ); в микроквазарах масса компактного объекта составляет всего несколько солнечных масс. В микроквазарах аккрецированная масса происходит от обычной звезды, а аккреционный диск очень светится в оптическом и рентгеновском диапазонах. Микроквазары иногда называют радиоструйными рентгеновскими двойными системами, чтобы отличить их от других рентгеновских двойных систем. Часть радиоизлучения исходит от релятивистских джетов , часто демонстрирующих кажущееся сверхсветовое движение . ^[15]

Микроквазары очень важны для изучения релятивистских джетов . Струи формируются вблизи компактного объекта, а временные рамки вблизи компактного объекта пропорциональны массе компактного объекта. Таким образом, обычным квазарам требуются столетия, чтобы пройти через изменения, которые микроквазар испытывает за один день.

К заслуживающим внимания микроквазарам относятся SS 433 , у которого из обеих джетов видны атомные эмиссионные линии; GRS 1915+105 с особенно высокой скоростью струи и очень ярким Лебедем X-1 , обнаруженным вплоть до гамма-лучей высокой энергии (E > 60 МэВ). Чрезвычайно высокие энергии частиц, излучающих в полосе VHE, можно объяснить несколькими механизмами ускорения частиц (см. Ферми-ускорение и Центробежный механизм ускорения ).

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Таурис, Томас М.; ван ден Хеувел, Эд (2006). «Глава 16: Формирование и эволюция компактных звездных источников рентгеновского излучения». У Левина, Уолтера; ван дер Клис, Мишель (ред.). Компактные звездные источники рентгеновского излучения . Кембриджская серия по астрофизике. Том. 39. стр. 623–665. arXiv : astro-ph/0303456 . Бибкод : 2006csxs.book..623T . дои : 10.1017/CBO9780511536281.017 . ISBN 978-0-521-82659-4 . S2CID 18856214 .
^ Вайденпойнтнер, Георг (2008). «Асимметричное распределение позитронов в галактическом диске, обнаруженное с помощью гамма-лучей». Природа . 451 (7175): 159–62. Бибкод : 2008Natur.451..159W . дои : 10.1038/nature06490 . ПМИД 18185581 . S2CID 4333175 .
^ «Тайна источника антиматерии раскрыта – возможно» Джона Борланда, 2008 г.
^ «Переломный момент» . www.eso.org . Проверено 15 июля 2019 г.
^ Введение в катаклизмические переменные (CV) , НАСА, 2006.
^ Патруно, Алессандро; Уоттс, Анна Л. (2021), Беллони, Томазо М.; Мендес, Мариано; Чжан, Ченгмин (ред.), «Аккреция миллисекундных рентгеновских пульсаров» , « Синхронизация нейтронных звезд: пульсации, колебания и взрывы» , том. 461, Берлин, Гейдельберг: Springer, стр. 143–208, arXiv : 1206.2727 , Bibcode : 2021ASSL..461..143P , doi : 10.1007/978-3-662-62110-3_4 , ISBN 978-3-662-62110-3 , S2CID 118471125 , получено 16 июня 2022 г.
^ «Каталог миллисекундных пульсаров — Черный Сидус» . 30 сентября 2013 г. Проверено 16 июня 2022 г.
^ Чен, Вэнь-Цун; Подсядловский, Филипп (2016). «Эволюция рентгеновских двойных промежуточных масс, движимая магнитным торможением звезд AP/BP. I. Ультракомпактные рентгеновские двойные системы» . Астрофизический журнал . 830 (2): 131. arXiv : 1608.02088 . Бибкод : 2016ApJ...830..131C . дои : 10.3847/0004-637X/830/2/131 . S2CID 118475703 .
^ Негеруэла, я; Смит, Д.М.; Рейг, П; Чатый, С; Торрехон, Дж. М. (2006). «Сверхгигантские быстрые рентгеновские переходные процессы: новый класс рентгеновских двойных систем большой массы, представленный INTEGRAL». Рентгеновская Вселенная 2005 . 604 (2006): 165. arXiv : astro-ph/0511088 . Бибкод : 2006ESASP.604..165N .
^ Сидоли, Лара; Эд ван ден Хеувел (2008). «Механизмы переходных вспышек». 37-я Научная ассамблея КОСПАР . 37 : 2892. arXiv : 0809.3157 . Бибкод : 2008cosp...37.2892S .
^ Лю, QZ; Ван Парадиджс, Дж; Ван Ден Хеувел, EP J (2007). «Каталог маломассивных рентгеновских двойных систем в Галактике, БМО и ММО (Четвертое издание)». Астрономия и астрофизика . 469 (2): 807. arXiv : 0707.0544 . Бибкод : 2007A&A...469..807L . дои : 10.1051/0004-6361:20077303 . S2CID 14673570 .
^ Тетаренко, Б.Е.; Сиваков, Г.Р.; Хейнке, Колорадо; Гладстон, Джей Си (10 февраля 2010 г.). «Сторожевой пес: Комплексная база данных рентгеновских двойных систем галактических черных дыр по всему небу» . Серия дополнений к астрофизическому журналу . 222 (2): 15. arXiv : 1512.00778 . дои : 10.3847/0067-0049/222/2/15 . S2CID 118833989 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Таурис, Томас М; Ван Ден Хеувел, Эдвард П.Дж.; Савоние, Геррит Дж (2000). «Формирование миллисекундных пульсаров с тяжелыми спутниками белых карликов: экстремальный массоперенос в субтепловых временных масштабах». Астрофизический журнал . 530 (2): L93–L96. arXiv : astro-ph/0001013 . Бибкод : 2000ApJ...530L..93T . дои : 10.1086/312496 . ПМИД 10655173 . S2CID 17772120 .
^ Jump up to: ^а ^б Подсядловский, к.ф.; Раппапорт, С; Пфаль, Э.Д. (2002). «Эволюционные последовательности рентгеновских двойных систем малой и средней массы». Астрофизический журнал . 565 (2): 1107. arXiv : astro-ph/0107261 . Бибкод : 2002ApJ...565.1107P . дои : 10.1086/324686 . S2CID 16381236 .
^ Мирабель, ИФ; Родригес, LF (1 сентября 1994 г.). «Сверхсветовой источник в Галактике» . Природа . 371 (6492): 46–48. Бибкод : 1994Natur.371...46M . дои : 10.1038/371046a0 . ISSN 0028-0836 . S2CID 4347263 .

Внешние ссылки

Негеруэла, Игнасио; Торрехон, Хосе Мигель; Рейг, Пабло; Рибо, Марк; Смит, Дэвид М. (2008). Сверхгигантские быстрые рентгеновские транзиенты и другие ветровые аккреторы . Демографический взрыв: природа и эволюция рентгеновских двойных систем в различных средах. Том. 1010. С. 252–256. arXiv : 0801.3863 . Бибкод : 2008AIPC.1010..252N . дои : 10.1063/1.2945052 . S2CID 18941968 . doi : 10.1063/1.2945052 Бибкод : 2008AIPC.1010..252N
Audio Cain/Gay (2009) Astronomy Cast, эпизод 135: Рентгеновская астрономия
Каталог сверхярких рентгеновских пульсаров (ULXP)

[Tauris-1] Jump up to: ^а ^б ^с Таурис, Томас М.; ван ден Хеувел, Эд (2006). «Глава 16: Формирование и эволюция компактных звездных источников рентгеновского излучения». У Левина, Уолтера; ван дер Клис, Мишель (ред.). Компактные звездные источники рентгеновского излучения . Кембриджская серия по астрофизике. Том. 39. стр. 623–665. arXiv : astro-ph/0303456 . Бибкод : 2006csxs.book..623T . дои : 10.1017/CBO9780511536281.017 . ISBN 978-0-521-82659-4 . S2CID 18856214 .

[2] Вайденпойнтнер, Георг (2008). «Асимметричное распределение позитронов в галактическом диске, обнаруженное с помощью гамма-лучей». Природа . 451 (7175): 159–62. Бибкод : 2008Natur.451..159W . дои : 10.1038/nature06490 . ПМИД 18185581 . S2CID 4333175 .

[3] «Тайна источника антиматерии раскрыта – возможно» Джона Борланда, 2008 г.

[4] «Переломный момент» . www.eso.org . Проверено 15 июля 2019 г.

[5] Введение в катаклизмические переменные (CV) , НАСА, 2006.

[6] Патруно, Алессандро; Уоттс, Анна Л. (2021), Беллони, Томазо М.; Мендес, Мариано; Чжан, Ченгмин (ред.), «Аккреция миллисекундных рентгеновских пульсаров» , « Синхронизация нейтронных звезд: пульсации, колебания и взрывы» , том. 461, Берлин, Гейдельберг: Springer, стр. 143–208, arXiv : 1206.2727 , Bibcode : 2021ASSL..461..143P , doi : 10.1007/978-3-662-62110-3_4 , ISBN 978-3-662-62110-3 , S2CID 118471125 , получено 16 июня 2022 г.

[7] «Каталог миллисекундных пульсаров — Черный Сидус» . 30 сентября 2013 г. Проверено 16 июня 2022 г.

[8] Чен, Вэнь-Цун; Подсядловский, Филипп (2016). «Эволюция рентгеновских двойных промежуточных масс, движимая магнитным торможением звезд AP/BP. I. Ультракомпактные рентгеновские двойные системы» . Астрофизический журнал . 830 (2): 131. arXiv : 1608.02088 . Бибкод : 2016ApJ...830..131C . дои : 10.3847/0004-637X/830/2/131 . S2CID 118475703 .

[9] Негеруэла, я; Смит, Д.М.; Рейг, П; Чатый, С; Торрехон, Дж. М. (2006). «Сверхгигантские быстрые рентгеновские переходные процессы: новый класс рентгеновских двойных систем большой массы, представленный INTEGRAL». Рентгеновская Вселенная 2005 . 604 (2006): 165. arXiv : astro-ph/0511088 . Бибкод : 2006ESASP.604..165N .

[10] Сидоли, Лара; Эд ван ден Хеувел (2008). «Механизмы переходных вспышек». 37-я Научная ассамблея КОСПАР . 37 : 2892. arXiv : 0809.3157 . Бибкод : 2008cosp...37.2892S .

[11] Лю, QZ; Ван Парадиджс, Дж; Ван Ден Хеувел, EP J (2007). «Каталог маломассивных рентгеновских двойных систем в Галактике, БМО и ММО (Четвертое издание)». Астрономия и астрофизика . 469 (2): 807. arXiv : 0707.0544 . Бибкод : 2007A&A...469..807L . дои : 10.1051/0004-6361:20077303 . S2CID 14673570 .

[12] Тетаренко, Б.Е.; Сиваков, Г.Р.; Хейнке, Колорадо; Гладстон, Джей Си (10 февраля 2010 г.). «Сторожевой пес: Комплексная база данных рентгеновских двойных систем галактических черных дыр по всему небу» . Серия дополнений к астрофизическому журналу . 222 (2): 15. arXiv : 1512.00778 . дои : 10.3847/0067-0049/222/2/15 . S2CID 118833989 .

[:1-13] Jump up to: ^а ^б ^с Таурис, Томас М; Ван Ден Хеувел, Эдвард П.Дж.; Савоние, Геррит Дж (2000). «Формирование миллисекундных пульсаров с тяжелыми спутниками белых карликов: экстремальный массоперенос в субтепловых временных масштабах». Астрофизический журнал . 530 (2): L93–L96. arXiv : astro-ph/0001013 . Бибкод : 2000ApJ...530L..93T . дои : 10.1086/312496 . ПМИД 10655173 . S2CID 17772120 .

[:0-14] Jump up to: ^а ^б Подсядловский, к.ф.; Раппапорт, С; Пфаль, Э.Д. (2002). «Эволюционные последовательности рентгеновских двойных систем малой и средней массы». Астрофизический журнал . 565 (2): 1107. arXiv : astro-ph/0107261 . Бибкод : 2002ApJ...565.1107P . дои : 10.1086/324686 . S2CID 16381236 .

[15] Мирабель, ИФ; Родригес, LF (1 сентября 1994 г.). «Сверхсветовой источник в Галактике» . Природа . 371 (6492): 46–48. Бибкод : 1994Natur.371...46M . дои : 10.1038/371046a0 . ISSN 0028-0836 . S2CID 4347263 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

v т и Нейтронная звезда
Типы	Радиотихий Пульсар
Одиночные пульсары	Магнетар Мягкий гамма-ретранслятор Аномальный рентген Ультра-длительный период Вращающийся радиопереходный процесс
Двойные пульсары	Двоичный Рентгеновский пульсар Рентгеновская двойная система Рентгеновский взрывник Список Миллисекунда Be/рентген Раскрутка Пульсар Халса – Тейлора
Характеристики	блиц Быстрый радиовсплеск Наращивание Бонди Предел Чандрасекара Гамма-всплеск глюк Нейтронная материя Колебания нейтронной звезды Оптический Пульсар удар Квазипериодические колебания релятивистский Rp-процесс Звездотрясение Временной шум Предел Толмана – Оппенгеймера – Волкова Процесс загрузки
Связанный	Прародители гамма-всплеска Астеросейсмология Компактная звезда Кварковая звезда Экзотическая звезда сверхновая Остаток сверхновой Ссылки по теме Гипернова Kilonova Микроквазар Слияние нейтронных звезд Кварк-нова Белый карлик Ссылки по теме Звездная черная дыра Ссылки по теме Радиозвезда Планета Пульсар Ветровая туманность Пульсар Объект Торна – Житкова КХД имеет значение
Открытие	ЛГМ-1 Кентавр Икс-3 Хронология белых карликов, нейтронных звезд и сверхновых
Спутник расследование	Росси рентгеновский хронометраж Космический гамма-телескоп Ферми Комптонская гамма-обсерватория Рентгеновская обсерватория Чандра
Другой	Навигация на основе рентгеновских пульсаров Программа темпа Астропульс Великолепная семерка
Категория Коммонс