Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
светимость (превышающая критическую) составляет малую долю нейтринной светимости Lv = т|Л/, причём
светимости SMC X-I и LMC Х-4 ~ IO89 эрг/с, т. е. намного превышают критическую. Эти объекты имеют, по-видимому, и знаянт. нейтринную светимость. Излучаемые нейтрино прогревают недра нейтронной звезды и, поглощаясь в недрах нормального компонента двойной системы, дают малый вклад в его оптич. светимость. Поток аккрецирующего вещества в таких объектах может достигать (10-в—10-6)М© в год. В этом случае возможна ситуация, когда за 10е—IO5 лет «работы» Р. п. на нейтронную звезду выпадает ок. IMq вещества, будет превышен предел устойчивости для нейтронных звёзд, произойдёт гравитационный коллапс, сопровождаемый взрывом сверхновой звезды редко встречающегося типа и образованием чёрной дыры. Это может произойти лишь при дисковой аккреции, когда давление излучения ие препятствует аккреции на больших расстояниях от тяготеющего центра.
Формирование профилей импульсов и спектры излучения рентгеновских пульсаров. Выделение энергии в огранич. зоне вблизи полюсов нейтронной звезды в совокупности с её вращением приводит к феномену пульсара: наблюдатель видит излучающую зону под разными углами и принимает переменный во времени поток рентг, излучения. Период P равен периоду вращения нейтронной звезды. Наличие сильного маги, поля может приводить к направленности излучения. В зависимости от соотношения между энергией фотонов bv, напряжённостью магн. поля Я и темп-рой плазмы Te могут формироваться как «карандашная», так и «иожевая» диаграммы направленности. Важнейший параметр — гирочастота (циклотронная частота) электрона Vfj- еН/2птес. Степень направленности является ф-цией отношений и kT/vjj. Диаграмма направленности определяет форму профиля импульсов Р. гг. Профили импульсов ряда Р. п. приведены на рис. 4. Вид профилей у многих Р. п. изменяется с увеличением энергии фотонов (рис. 5).
Спектр излучения нейтронной звезды должен быть многокомпонентным. Излучают ударная волна, аккреционная колонка, поверхность нейтронной звезды вблизи основания колонки, плазма, текущая по магнитосфере к полюсам нейтронной звезды. Эта плазма поглощает жёсткое излучение колонки и переизлучает его в «мягком» рентг. диапазоне как в континууме (непрерывном спектре), так и в рентг. линиях (характеристических и резонансных) ионов тяжёлых элементов. Спектры (рис. 6) решающим образом зависят от светимости Р. п. и напряжённости магн. поля, поэтому они сильно отличаются друг от друга.
Если потоки плазмы на магнитосфере, Р. п. высокой светимости не покрывают всю её поверхность, то образуются «окна», в к-рые свободно выходит «жёсткое» излучение, в то время как др. направления для него закрыты из-за большой оптич. толщи потоков плазмы. Вращение нейтронной звезды должно приводить к пульсациям излучения. Это ещё один механизм формирования профиля рентг. импульсов.
Важнейшим этапом в изучении Р. п. явилось открытие гиролинии [спектральной линии, обусловленной циклотронным излучением (либо поглощением) электронов] в спектре Р. п. Геркулес X-I. Открытие ги-ролинин дало метод прямого эксперим. определения магн. полей нейтронных звёзд. Гиролиния в спектре Р. п. Геркулес X-I соответствует Avh = 56 каВ. Согласно соотношению kvH =1,1 (Я/IOn Гс) кэВ, напряжённость магн. поля на поверхности этой нейтронной звезды Я: 5*1012 Гс.
Ускорение и замедление вращения иейтрриных звёзд. В отличие от радиопульсаров (нек-рые из них, в частности пульсары в Крабе и Парусах, излучают в рентг. диапазоне), излучающих за счёт энергии вращения замагниченнон нейтронной звезды и увеличивающих свой период со временем, Р. п., излучающие за счёт аккреции, ускоряют своё вращение. Действительно прн дисковой аккреции вещество, выпадающее на магнито-
сферу, имеет заметный уд. момент кол-ва движения. Вмораживаясь в магн. поле, аккрецирующая плазма движется к поверхности звезды и передаёт ей свой момент кол-ва движения. В результате вращение звезды ускоряется и период следования импульсов уменьшается. Этот эффект характерен для всех Р. п. (рис. 7). Однако иногда наблюдается и замедление вращения. Это возможно в случае, если изменяется темп аккреции либо направление момента кол-ва движения аккрецирующего вещества. Среди механизмов, приводящих к увеличению периода, обсуждается т. н. пропеллерный механизм. Предполагается, что асимметричная атмосфера нейтронной звезды вращается в атмосфере, созданной аккрецирующим со звуковой скоростью газом, при этом генерируются звуковые или ударные волны, возбуждаются конвективные течения, отводящие момент количества движения от магнитосферы к звёздному ветру, обтекающему нейтронную звезду.
Р. А. Сюняев.
РЕНТГЕНОВСКИЕ СПЕКТРЫ — спектры испускания (эмиссионные Р. с.) п поглощения (абсорбционные Р. с.) рентгеновского излучения. В зависимости от механизма возбуждения рентг. излучения, от излучающей системы Р. с. могут быть непрерывными или линейчатыми. Линейчатый Р. с. испускают атомы и ионы после ионизации нх внутр. оболочек при последующем заполнении образовавшихся вакансий; такой Р. е. наз. характеристическим, т. к. однозначно характеризует излучаемый атом. Непрерывным является тормозной Р. с. (см. Тормозное излучение), спектр синхротронного излучения или ондуля торного излучения в рентг. диапазоне. Чаще всего исследуют Р. С. твёрдых тел, возбуждаемые рентгеновской трубкой. Большой интерес представляет изучение Р. с. многозарядных ионов и плазмы. Для получения и исследования Р. с. применяют спектрометры 2 типов: спектрометры с диспергирующим элементом — кристаллом-анализатором или дифракц. решёткой (т. и. волновая дисперсия) и спектрометры на основе пропорц. детектора и амплитудного анализатора импульсов (т„ и. энергетич. дисперсия; см. Рентгеновская спектральная аппаратура).
