Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Художественный образ рентгеновского бинарника

Рентгеновские двойные системы - это класс двойных звезд , которые светятся в рентгеновских лучах . Рентгеновские лучи производятся материей, падающей с одного компонента, называемого донором (обычно относительно нормальной звездой ), на другой компонент, называемый аккретором , который очень компактен: нейтронная звезда или черная дыра . Падающее вещество высвобождает гравитационную потенциальную энергию , до нескольких десятых своей массы покоя, в виде рентгеновских лучей. (Водородный синтезвысвобождает лишь около 0,7% массы покоя.) Время жизни и скорость массопереноса в рентгеновской двойной системе зависят от эволюционного статуса звезды-донора, отношения масс между звездными компонентами и их орбитального расстояния. [1]

Приблизительно 10 41 позитрон убегает в секунду из типичной маломассивной рентгеновской двойной системы . [2] [3]

Классификация [ править ]

Микроквазар SS-433. [4]

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

Рентгеновская двойная система с малой массой [ править ]

Маломассивная рентгеновской двойной ( LMXB ) является двойной звездой система , в которой один из компонентов является либо черной дыры или нейтронной звезды . [1] Другой компонент, донор, обычно заполняет свою 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 эволюционировавшей звездой ( красный гигант ). Около двух сотен ММРД были обнаружены в Млечном Пути , [9] и из них тринадцать ММРД были обнаружены вшаровые скопления . Чандра показал ММРД во многих далеких галактиках. [10]

Типичная рентгеновская двойная система с малой массой испускает почти все свое излучение в рентгеновских лучах и обычно менее одного процента в видимом свете, поэтому они являются одними из самых ярких объектов в рентгеновском небе, но относительно слабы в видимом свете. . Видимая величина обычно составляет около 15 до 20. яркой части системы является аккреционным диском вокруг компактного объекта. Орбитальные периоды LMXB колеблются от десяти минут до сотен дней.

Изменчивость LXMB чаще всего наблюдается в виде рентгеновских барстеров , но иногда может быть замечена в форме рентгеновских пульсаров . На рентгеновских барстеры создаются термоядерных взрывов , созданных аккреции водорода и гелия. [11]

Рентгеновская двойная система средней массы [ править ]

Промежуточная масса рентгеновская двойная ( IMXB ) является двойной звездной системой , где одним из компонентов является нейтронной звезды или черной дырой. Другой компонент - звезда средней массы. [11] [12] Рентгеновская двойная система промежуточных масс является источником маломассивных рентгеновских двойных систем.

Рентгеновская двойная система с большой массой [ править ]

Высокой массы рентгеновской двойной ( HMXB ) является двойной звездой система , которая сильна в рентгеновских лучах, и в котором нормальный звездный компонент представляет собой массивный звезда : как правило, О или В звезда, или синий сверхгигантом . Компактный компонент, излучающий рентгеновское излучение, представляет собой нейтронную звезду или черную дыру . [1] Часть звездного ветра массивной нормальной звезды улавливается компактным объектом и производит рентгеновские лучи при падении на компактный объект.

В массивной рентгеновской двойной системе массивная звезда доминирует в излучении оптического света, в то время как компактный объект является основным источником рентгеновских лучей. Массивные звезды очень светятся и поэтому их легко обнаружить. Одна из самых известных рентгеновских двойных систем с большой массой - Cygnus X-1 , которая была первым идентифицированным 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 возникают из-за аккреции вещества, магнитно направляемого на полюса компактного спутника. [11] звездный ветер и Роша переполнение массивных звездных нормальных аккрецирует в таких больших количествах, передача является очень нестабильным и создает недолго массоперенос.

После того, как HMXB достигнет своего конца, если периодичность двойной системы составляла менее года, она может стать одним красным гигантом с нейтронным ядром или одной нейтронной звездой . С более длительной периодичностью, год и более, HMXB может стать двойной нейтронной звездой, если ее не прервет сверхновая . [12]

Микроквазар [ править ]

Впечатление художника от микроквазара SS 433 .

Микроквазар (или радио излучающих рентгеновские двойной) являются меньшими кузнями из квазара . Микроквазары названы в честь квазаров, так как у них есть некоторые общие характеристики: сильное и переменное радиоизлучение, часто разрешаемое как пара радиоструй, и аккреционный диск, окружающий компактный объект, который является черной дырой или нейтронной звездой . В квазарах черная дыра сверхмассивна (миллионы солнечных масс ); в микроквазарах масса компактного объекта составляет всего несколько масс Солнца. В микроквазарах аккреционная масса исходит от нормальной звезды, а аккреционный диск очень светится в оптическом и рентгеновском диапазонах.регионы. Микроквазары иногда называют рентгеновскими двойными радиоструйными системами, чтобы отличить их от других рентгеновских двойных систем. Часть радиоизлучения исходит от релятивистских струй , часто демонстрирующих очевидное сверхсветовое движение . [ необходима цитата ]

Микроквазары очень важны для изучения релятивистских джетов . Струи формируются вблизи компактного объекта, и шкала времени вблизи компактного объекта пропорциональна массе компактного объекта. Следовательно, обычным квазарам требуются столетия, чтобы претерпеть изменения, которые микроквазар испытывает за один день.

Примечательные микроквазары включают SS 433 , в котором эмиссионные линии атомов видны из обоих джетов; GRS 1915 + 105 с особенно высокой скоростью струи и очень яркий Cygnus X-1 , обнаруженный вплоть до гамма-лучей высоких энергий (E> 60 МэВ). Чрезвычайно высокие энергии частиц, излучающих в полосе VHE, могут быть объяснены несколькими механизмами ускорения частиц (см. Ускорение Ферми и Центробежный механизм ускорения ).

См. Также [ править ]

  • 4U 0614 + 091
  • LS I +61 303
  • СС 433
  • Квазар

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Tauris, Thomas M .; ван ден Хеувел, Эд (2006). «Глава 16: Образование и эволюция компактных звездных источников рентгеновского излучения». В Левине, Уолтер; ван дер Клис, Михиль (ред.). Компактные звездные рентгеновские источники . Компактные звездные рентгеновские источники . Кембриджская астрофизическая серия. 39 . С. 623–665. arXiv : astro-ph / 0303456 . Bibcode : 2006csxs.book..623T . DOI : 10.1017 / CBO9780511536281.017 . ISBN 978-0-521-82659-4. S2CID  18856214 .
  2. ^ Weidenspointner, Георг (2008). «Асимметричное распределение позитронов в диске Галактики, обнаруженное гамма-лучами». Природа . 451 (7175): 159–62. Bibcode : 2008Natur.451..159W . DOI : 10,1038 / природа06490 . PMID 18185581 . S2CID 4333175 .  
  3. ^ "Тайна источника антиматерии решена - возможно" Джона Борланда 2008
  4. ^ "Смена правил игры" . www.eso.org . Проверено 15 июля 2019 .
  5. ^ Введение в Cataclysmic Variables (CV) , НАСА, 2006.
  6. ^ Чен, Вэнь-Конг; Подсядловский, Филипп (2016). "Эволюция рентгеновских двойных систем промежуточных масс, вызванная магнитным торможением звезд AP / BP. I. Ультракомпактные рентгеновские двойные системы". Астрофизический журнал . 830 (2): 131. arXiv : 1608.02088 . Bibcode : 2016ApJ ... 830..131C . DOI : 10,3847 / 0004-637X / 830 / 2/131 . S2CID 118475703 . 
  7. ^ Негеруэла, я; Смит, Д. М.; Рейг, П; Чаты, S; Торрехон, Дж. М. (2006). «Сверхгигантские транзиенты быстрого рентгеновского излучения: новый класс двойных рентгеновских лучей с большой массой, представленный INTEGRAL». Рентгеновская Вселенная 2005 . 604 (2006): 165. arXiv : astro-ph / 0511088 . Bibcode : 2006ESASP.604..165N .
  8. ^ Сидоли, Лара; Эд ван ден Хеувел (2008). «Механизмы кратковременных вспышек». 37-я научная ассамблея Cospar . 37 : 2892. arXiv : 0809.3157 . Bibcode : 2008cosp ... 37.2892S .
  9. ^ Лю, Q. Z; Ван Парадийс, Дж; Ван Ден Хеувел, EP J (2007). «Каталог маломассивных рентгеновских двойных в Галактике, БМО и SMC (Четвертое издание)». Астрономия и астрофизика . 469 (2): 807. arXiv : 0707.0544 . Бибкод : 2007A & A ... 469..807L . DOI : 10.1051 / 0004-6361: 20077303 . S2CID 14673570 . 
  10. ^ Тетаренко, Б.Е .; Сиваков, Г.Р .; Хейнке, Колорадо; Гладстон, JC (10 февраля 2010 г.). "WATCHDOG: ПОЛНАЯ БАЗА ДАННЫХ ДАННЫХ ГАЛАКТИЧЕСКИХ ЧЕРНЫХ ДЫР РЕНТГЕНОВСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ". Серия дополнений к астрофизическому журналу . 222 (2). arXiv : 1512.00778 . DOI : 10.3847 / 0067-0049 / 222/2/15 .
  11. ^ a b c Таурис, Томас М; Ван ден Хеувел, Эдвард П. Дж; Савоние, Геррит Дж (2000). «Формирование миллисекундных пульсаров с тяжелыми белыми карликами-компаньонами: экстремальный массоперенос в субтепловых временных масштабах». Астрофизический журнал . 530 (2): L93 – L96. arXiv : astro-ph / 0001013 . Bibcode : 2000ApJ ... 530L..93T . DOI : 10.1086 / 312496 . PMID 10655173 . S2CID 17772120 .  
  12. ^ a b Podsiadlowski, Ph; Раппапорт, S; Pfahl, E.D (2002). «Эволюционные последовательности для рентгеновских двойных систем с низкой и средней массой». Астрофизический журнал . 565 (2): 1107. arXiv : astro-ph / 0107261 . Bibcode : 2002ApJ ... 565.1107P . DOI : 10.1086 / 324686 . S2CID 16381236 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Негеруэла, Игнасио; Торрехон, Хосе Мигель; Рейг, Пабло; Рибо, Марк; Смит, Дэвид М. (2008). «Сверхгигантские транзиенты быстрого рентгеновского излучения и другие ветровые аккреторы». Популяционный взрыв: природа и эволюция двойных рентгеновских лучей в различных средах . 1010 : 252–256. arXiv : 0801.3863 . Bibcode : 2008AIPC.1010..252N . DOI : 10.1063 / 1.2945052 . S2CID  18941968 . DOI : 10.1063 / 1,2945052 Bibcode : 2008AIPC.1010..252N
  • Аудио Каин / Гей (2009) Astronomy Cast, эпизод 135: Рентгеновская астрономия
  • Каталог сверхлегких рентгеновских пульсаров (ULXP)