Световая Сверхмягкий источник рентгеновское излучение (SSXS или SSS) является астрономическим источником , который излучает только низкая энергия (то есть, мягкий) рентгеновские лучи . Мягкое рентгеновское излучение имеет энергию в диапазоне от 0,09 до 2,5 кэВ , тогда как жесткое рентгеновское излучение находится в диапазоне от 1 до 20 кэВ. [1] SSS излучают мало или совсем не излучают фотонов с энергией выше 1 кэВ, и большинство из них имеют эффективную температуру ниже 100 эВ. Это означает, что излучаемое ими излучение является сильно ионизирующим и легко поглощается межзвездной средой. Большинство SSS в нашей собственной галактике скрыто межзвездным поглощением в галактическом диске. [2] Они легко видны во внешних галактиках: ~ 10 из них обнаружены в Магеллановых облаках и по крайней мере 15 - в M31.[2]
По состоянию на начало 2005 года сообщалось о более чем 100 SSS в ~ 20 внешних галактиках, Большом Магеллановом Облаке (LMC), Малом Магеллановом Облаке (SMC) и Млечном Пути (MW). [3] Те, у которых светимость ниже ~ 3 x 10 38 эрг / с, соответствуют устойчивому ядерному горению в аккрецирующих белых карликах (WD) или постновых. [3] Есть несколько ГБО со светимостью ≥10 39 эрг / с. [3]
Супер мягкие рентгеновские лучи , как полагают, быть получены путем стационарного ядерного синтеза на белом карликовой «с поверхности материала вытащил из бинарного компаньона , [4] так называемый крупным двоичным источником Сверхмягкий (СГБМ). [5] Это требует достаточно высокого потока материала для поддержания плавления. Сравните это с новой , где меньший поток заставляет материал плавиться только спорадически. Источники сверхмягкого рентгеновского излучения могут превратиться в сверхновую типа Ia , где внезапное слияние материала разрушает белый карлик и нейтронные звезды в результате коллапса. [6]
Источники сверхмягкого рентгеновского излучения были впервые открыты Обсерваторией Эйнштейна . Дальнейшие открытия сделал РОСАТ . [7] Многие различные классы объектов испускают сверхмягкое рентгеновское излучение (излучение преимущественно ниже 0,5 кэВ). [5]
Светящиеся сверхмягкие источники рентгеновского излучения
Светящиеся сверхмягкие источники рентгеновского излучения имеют характерную температуру черного тела в несколько десятков эВ (~ 20–100 эВ) [3] и болометрическую светимость ~ 10 38 эрг / с (ниже ~ 3 x 10 38 эрг / с). . [2] [3]
По-видимому, светящиеся SSXS могут иметь эквивалентные температуры абсолютно черного тела до ~ 15 эВ и светимости от 10 36 до 10 38 эрг / с. [8] Число светящихся SSS в дисках обычных спиральных галактик, таких как MW и M31, оценивается примерно в 10 3 . [8]
SSXS Млечный Путь
SSXS теперь обнаружены в нашей галактике и в шаровом скоплении M3. [2] MR Velorum (RX J0925.7-4758) - одна из редких сверхмягких рентгеновских двойных систем на МВ. [5] «Источник сильно покраснел из-за межзвездного вещества, что затрудняет наблюдение в синем и ультрафиолетовом диапазоне». [9] Период, определенный для MR Velorum на отметке ~ 4,03 дня, значительно больше, чем у других сверхмягких систем, который обычно меньше суток. [9]
Близко-двоичный сверхмягкий источник (CBSS)
Модель CBSS предполагает устойчивое ядерное горение на поверхности аккрецирующего белого карлика (WD) в качестве генератора огромного потока сверхмягкого рентгеновского излучения. [5] По состоянию на 1999 год восемь SSXS имели орбитальные периоды от ~ 4 часов до 1,35 дня: RX J0019.8 + 2156 (MW), RX J0439.8-6809 (MW гало около LMC), RX J0513.9-6951 ( LMC), RX J0527.8-6954 (LMC), RX J0537.7-7034 (LMC), CAL 83 (LMC), CAL 87 LMC) и 1E 0035.4-7230 (SMC). [5]
Симбиотический двоичный файл
Симбиотическая двоичная звездой является переменной двойной звездной системой , в которой красный гигант расширил свою внешнюю оболочку и проливает массу быстро, а другая горячая звезда (часто белый карлик ) является ионизацией газа. [10] Три симбиотических двоичных файла по состоянию на 1999 г. - это SSXS: AG Dra (BB, MW), RR Tel (WD, MW) и RX J0048.4-7332 (WD, SMC). [5]
Невзаимодействующие белые карлики
Самый молодой, самый горячий WD, KPD 0005 + 5106 , очень близок к 100 000 K, типа DO и является первым одиночным WD, зарегистрированным в качестве источника рентгеновского излучения с помощью ROSAT. [11] [12]
Катаклизмические переменные
«Катаклизмические переменные (CV) представляют собой тесные двойные системы, состоящие из белого карлика и красного карлика, вторично переносящих материю через переполнение полости Роша». [13] Катаклизмические переменные, вызванные термоядерным синтезом и аккрецией, были обнаружены как источники рентгеновского излучения. [14] Аккреционный диск может быть подвержен нестабильности, приводящей к вспышкам карликовых новых : часть материала диска падает на белый карлик, катастрофические выбросы происходят, когда плотность и температура на дне накопленного водородного слоя поднимаются достаточно высоко, чтобы зажигать реакции ядерного синтеза , которые быстро сжигают водородный слой до гелия.
По-видимому, единственной немагнитной катаклизмической переменной SSXS является V Sagittae : болометрическая светимость (1–10) x 10 37 , двойная система, включающая аккретор черного тела (BB) при T <80 эВ, и орбитальный период 0,514195 суток. [5]
Аккреционный диск может стать термически стабильным в системах с высокими скоростями массообмена (Ṁ). [13] Такие системы называются новоподобными (NL) звездами, потому что в них отсутствуют вспышки, характерные для карликовых новых. [15]
Катаклизмические переменные VY Scl
Среди звезд NL есть небольшая группа, которая показывает временное уменьшение или прекращение Ṁ от вторичного. Это звезды типа VY Scl или антикарликовые новые. [16]
V751 Cyg
V751 Cyg (BB, MW) представляет собой VY Scl CV, имеет болометрическую светимость 6.5 x 10 36 эрг / с [5] и излучает мягкое рентгеновское излучение в состоянии покоя. [17] Обнаружение слабого источника мягкого рентгеновского излучения V751 Cyg как минимум представляет собой проблему, поскольку это необычно для CV, которые обычно демонстрируют слабое жесткое рентгеновское излучение в состоянии покоя. [17]
Высокая светимость (6,5 x 10 36 эрг / с) особенно трудно понять в контексте звезд VY Scl в целом, потому что наблюдения показывают, что двойные системы становятся простыми парами красный карлик + белый карлик в состоянии покоя (диск в основном исчезает). [17] «Высокая светимость в мягких рентгеновских лучах создает дополнительную проблему для понимания того, почему спектр имеет лишь умеренное возбуждение». [17] Отношение He II λ4686 / Hβ не превышало ~ 0,5 ни в одном из спектров, зарегистрированных до 2001 г., что типично для ЦВ с аккреционной энергией и не приближается к отношению 2, обычно наблюдаемому в сверхмягких двойных системах (CBSS). [17]
Сдвиг границы приемлемого рентгеновского излучения в сторону более низкой яркости предполагает, что светимость не должна превышать ~ 2 x 10 33 эрг / с, что дает только ~ 4 x 10 31 эрг / с повторно обработанного света в WD, примерно равном вторичному свету. ожидаемая ядерная светимость. [17]
Магнитные катаклизмические переменные
Рентгеновские лучи от магнитных катаклизмических переменных являются обычным явлением, потому что аккреция обеспечивает непрерывный приток коронального газа. [18] График зависимости количества систем от периода орбиты показывает статистически значимый минимум для периодов от 2 до 3 часов, который, вероятно, можно понять с точки зрения эффектов магнитного торможения, когда звезда-компаньон становится полностью конвективной и обычного динамо ( который действует в основании конвективной оболочки) больше не может давать спутнику магнитный ветер, уносящий угловой момент. [18] Вращение было возложено на асимметричный выброс планетарных туманностей и ветров [19], а также поля на динамо-машинах in situ. [20] Периоды орбиты и вращения синхронизированы в сильно намагниченных WD. [18] Те, у кого нет обнаруживаемого поля, никогда не синхронизируются.
При температурах в диапазоне от 11000 до 15000 К все WD с самыми экстремальными полями слишком холодны, чтобы их можно было обнаружить источниками EUV / рентгеновского излучения, например, Grw + 70 ° 8247, LB 11146, SBS 1349 + 5434, PG 1031 +234 и GD 229. [21]
Большинство высокомагнитных WD кажутся изолированными объектами, хотя G 23–46 (7,4 МГС) и LB 1116 (670 МГС) находятся в неразрешенных двойных системах. [22]
RE J0317-853 - самый горячий магнитный WD при 49 250 К, с исключительно интенсивным магнитным полем ~ 340 МГс и предполагаемым периодом вращения 725,4 с. [22] Между 0,1 и 0,4 кэВ RE J0317-853 был обнаружен ROSAT, но не в более высоком диапазоне энергий от 0,4 до 2,4 кэВ. [ необходима цитата ] RE J0317-853 связан с голубой звездой 16 arcsec от LB 9802 (также синий WD), но физически не связан. [22] Поле центрированного диполя не способно воспроизвести наблюдения, в отличие от диполя со смещением от центра 664 MG на южном полюсе и 197 MG на северном полюсе. [22]
До недавнего времени (1995 г.) только PG 1658 + 441 обладал эффективной температурой> 30 000 К. [22] Напряженность его полярного поля составляла всего 3 МГ. [22]
Источник ROSAT Wide Field Camera (WFC) RE J0616-649 имеет поле ~ 20 MG. [23]
PG 1031 + 234 имеет поверхностное поле в диапазоне от ~ 200 МГ до почти 1000 МГ и вращается с периодом 3 ч 24 м . [24]
Магнитные поля в CV ограничены узким диапазоном напряженности с максимальным значением 7080 МГ для RX J1938.4-4623. [25]
По состоянию на 1999 г. ни одна из одиночных магнитных звезд не рассматривалась как источник рентгеновского излучения, хотя поля имеют прямое отношение к поддержанию короны у звезд главной последовательности. [18]
PG 1159 звезд
Звезды PG 1159 представляют собой группу очень горячих, часто пульсирующих WD, прототипом которых является PG 1159, в атмосфере которых преобладают углерод и кислород. [18]
Звезды PG 1159 достигают светимости ~ 10 38 эрг / с, но образуют довольно обособленный класс. [26] RX J0122.9-7521 была идентифицирована как галактическая звезда PG 1159. [27] [28]
Новая звезда
Есть три SSXS с болометрической светимостью ~ 10 38 эрг / с, которые являются новыми: GQ Mus (BB, MW), V1974 Cyg (WD, MW) и Nova LMC 1995 (WD). [5] По-видимому, по состоянию на 1999 г. орбитальный период Новой LMC 1995 г., если двойная система не была известна.
U Sco, повторяющаяся новая по состоянию на 1999 г. , не наблюдаемая ROSAT , представляет собой WD (74–76 эВ), L bol ~ (8–60) x 10 36 эрг / с, с орбитальным периодом 1,2306 дня. [5]
Планетарная туманность
В SMC 1E 0056.8-7154 - это WD с болометрической светимостью 2 x 10 37 , с которой связана планетарная туманность. [5]
Сверхмягкие активные ядра галактик
Сверхмягкие активные ядра галактик достигают светимости до 10 45 эрг / с. [5]
Вспышки большой амплитуды
Всплески сверхмягкого рентгеновского излучения большой амплитуды интерпретируются как события приливных срывов . [29]
Смотрите также
- Углеродная детонация
- Сверхновая типа Ia
- Рентгеновская астрономия
Рекомендации
- ^ "Сверхмягкие источники рентгеновского излучения" . Архивировано из оригинала на 2008-06-07.
- ^ а б в г Белый NE; Giommi P; Heise J; Angelini L; и другие. (1995). «RX J0045.4 + 4154: повторяющийся сверхмягкий рентгеновский переходный процесс в M31» . Astrophys. J. Lett . 445 : L125. Bibcode : 1995ApJ ... 445L.125W . DOI : 10.1086 / 187905 . Архивировано из оригинала на 2009-07-03.
- ^ а б в г д Кахабка П. (декабрь 2006 г.). «Сверхмягкие источники рентгеновского излучения». Adv. Space Res . 38 (12): 2836–9. Bibcode : 2006AdSpR..38.2836K . DOI : 10.1016 / j.asr.2005.10.058 .
- ^ Институт внеземной физики Макса Планка. "Источники сверхмягкого рентгеновского излучения - обнаружены с помощью РОСАТ" .
- ^ Б с д е е г ч я J K L Грейнер Дж (2000). «Каталог сверхмягких источников рентгеновского излучения» . Новый Астрон . 5 (3): 137–41. arXiv : astro-ph / 0005238 . Bibcode : 2000NewA .... 5..137G . DOI : 10.1016 / S1384-1076 (00) 00018-X .
- ^ Институт внеземной физики Макса Планка. «Материалы семинара по сверхмягким источникам рентгеновского излучения» .
- ^ "Каталог сверхмягких источников рентгеновского излучения" . Архивировано из оригинала на 2007-11-28.
- ^ а б Кахабка П; ван ден Хеувел EPJ (1997). "Светящиеся сверхмягкие источники рентгеновского излучения" (PDF) . Анну. Rev. Astron. Astrophys . 35 (1): 69–100. Bibcode : 1997ARA & A..35 ... 69K . DOI : 10.1146 / annurev.astro.35.1.69 .
- ^ а б Schmidtke PC; Cowley AP (сентябрь 2001 г.). "Синоптические наблюдения сверхмягкого двойного MR Velorum (RX J0925.7-4758): определение периода обращения" . Astron. Дж . 122 (3): 1569–71. Bibcode : 2001AJ .... 122.1569S . DOI : 10.1086 / 322155 .
- ^ "Описание звезды-симбиоза сайта Дэвида Дарлинга" .
- ^ Флеминг Т.А.; Вернер К; Барстоу, Массачусетс (октябрь 1993 г.). «Обнаружение первого коронального рентгеновского источника около белого карлика». Astrophys. Дж . 416 : L79. Bibcode : 1993ApJ ... 416L..79F . DOI : 10.1086 / 187075 .
- ^ Вернер (1994). «Спектральный анализ самого горячего известного белого карлика, богатого гелием: KPD 0005 + 5106». Astron. Astrophys . 284 : 907. Bibcode : 1994A & A ... 284..907W .
- ^ а б Като Т; Ishioka R; Uemura M (декабрь 2002 г.). «Фотометрическое исследование KR Возничего во время высокого состояния в 2001 году» . Publ. Astron. Soc. Jpn . 54 (6): 1033–9. arXiv : astro-ph / 0209351 . Bibcode : 2002PASJ ... 54.1033K . DOI : 10.1093 / pasj / 54.6.1033 .
- ^ «Введение в переменные катаклизма (CV)» .
- ^ Осаки, Йоджи (1996). "Вспышки гномов-Новы" . Publ. Astron. Soc. Pac . 108 : 39. Bibcode : 1996PASP..108 ... 39O . DOI : 10.1086 / 133689 .
- ^ Уорнер Б (1995). Катаклизмические переменные звезды . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. Bibcode : 1995cvs..book ..... W .
- ^ а б в г д е Паттерсон Дж; Thorstensen JR; Жареный R; Skillman DR; и другие. (Январь 2001 г.). "Супергорбы в Cataclysmic Binaries. XX. V751 Cygni" . Publ. Astron. Soc. Pac . 113 (779): 72–81. Bibcode : 2001PASP..113 ... 72P . DOI : 10.1086 / 317973 .
- ^ а б в г д Trimble V (1999). «Белые карлики в 1990-е годы». Бык. Astron. Soc. Индия . 27 : 549–66. Bibcode : 1999BASI ... 27..549T .
- ^ Спруит Х.С. (1998). «Происхождение скоростей вращения одиночных белых карликов». Astron. Astrophys . 333 : 603. arXiv : astro-ph / 9802141 . Bibcode : 1998a & A ... 333..603S .
- ^ Schmidt GD; Грауэр А.Д. (1997). «Верхние пределы магнитных полей пульсирующих белых карликов» . Astrophys. Дж . 488 (2): 827. Bibcode : 1997ApJ ... 488..827S . DOI : 10.1086 / 304746 .
- ^ Schmidt GD; Смит PS (1995). «Поиск магнитных полей среди белых карликов Д.А.». Astrophys. Дж . 448 : 305. Bibcode : 1995ApJ ... 448..305S . DOI : 10.1086 / 175962 .
- ^ а б в г д е Барстоу, Массачусетс; Jordan S; О'Донохью Д; Берли MR; и другие. (1995). «RE J0317-853: самый горячий из известных высокомагнитных белых карликов DA» . MNRAS . 277 (3): 931–85. Bibcode : 1995MNRAS.277..971B . DOI : 10.1093 / MNRAS / 277.3.971 .
- ^ Барстоу, Массачусетс; Jordan, S .; O'Donoghue, D .; Берли, MR; и другие. (Декабрь 1995 г.). «RE J0317-853: самый горячий из известных высокомагнитных белых карликов DA» . MNRAS . 277 (3): 971–985. Bibcode : 1995MNRAS.277..971B . DOI : 10.1093 / MNRAS / 277.3.971 .
- ^ Последний ВБ; Schmidt GD; Зеленый РФ (1987). «Вращательно-модулированный зеемановский спектр от 10 до 9 гаусса белого карлика PG 1031 + 234». Astrophys. Дж . 320 : 308. Bibcode : 1987ApJ ... 320..308L . DOI : 10.1086 / 165543 .
- ^ Schwope AD; и другие. (1995). «Двухполюсная аккреция в сильнопольном полярном RXJ 1938.6-4612». Astron. Astrophys . 293 : 764. Bibcode : 1995A & A ... 293..764S .
- ^ Dreizler S; Вернер К; Хибер У (1995). Kӧster D; Вернер К. (ред.). Белые карлики . Лект. Примечания Phys . Конспект лекций по физике. 443 . Берлин: Springer. п. 160. DOI : 10.1007 / 3-540-59157-5_199 . ISBN 978-3-540-59157-3.
- ^ Cowley AP; Schmidtke PC; Hutchings JB; Крэмптон Д. (1995). «Рентгеновское открытие горячей звезды PG1159, RX J0122.9-7521» . Publ. Astron. Soc. Pac . 107 : 927. Bibcode : 1995PASP..107..927C . DOI : 10.1086 / 133640 .
- ^ Вернер К; Вольф Б; Cowley AP; Schmidtke PC; и другие. (1996). Грейнер (ред.). «Сверхмягкие рентгеновские источники». Лект. Примечания Phys . 472 : 131. DOI : 10.1007 / BFb0102256 .
- ^ Komossa S; Грейнер Дж (1999). «Открытие гигантской яркой рентгеновской вспышки от оптически неактивной пары галактик RX J1242.6-1119». Astron. Astrophys . 349 : L45. arXiv : astro-ph / 9908216 . Бибкод : 1999A & A ... 349L..45K .