Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Рентгеновские пульсары или пульсары с аккреционной энергией - это 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 [ править ]

Рентгеновский пульсар состоит из намагниченной нейтронной звезды, находящейся на орбите с нормальным звездным спутником, и представляет собой тип двойной звездной системы . Напряженность магнитного поля на поверхности нейтронной звезды обычно составляет около 10 8 тесла , что в триллион раз больше, чем сила магнитного поля, измеренная на поверхности Земли (60 мкТл ).

Газ накапливается от звездного спутника и направляется магнитным полем нейтронной звезды на магнитные полюса, создавая две или более локализованных горячих точки рентгеновского излучения, подобных двум зонам полярных сияний на Земле, но гораздо более горячим. В этих горячих точках падающий газ может достичь половины скорости света, прежде чем столкнется с поверхностью нейтронной звезды. Падающий газ выделяет столько гравитационной потенциальной энергии , что горячие точки, площадь которых оценивается примерно в один квадратный километр, могут быть в десять тысяч или более раз ярче, чем Солнце . [1]

Температура достигает миллионов градусов, поэтому горячие точки испускают в основном рентгеновские лучи. Когда нейтронная звезда вращается, наблюдаются импульсы рентгеновского излучения, когда горячие точки перемещаются в / из поля зрения, если магнитная ось наклонена относительно оси вращения. [1]

Газоснабжение [ править ]

Газ, который снабжает рентгеновский пульсар, может достичь нейтронной звезды множеством способов, которые зависят от размера и формы орбитального пути нейтронной звезды и природы звезды-компаньона.

Некоторые звезды-компаньоны рентгеновских пульсаров - очень массивные молодые звезды, обычно сверхгиганты OB (см. Звездную классификацию ), которые испускают со своей поверхности звездный ветер, управляемый излучением . Нейтронная звезда погружена в ветер и непрерывно улавливает газ, который течет рядом. Vela X-1 является примером такой системы.

В других системах нейтронная звезда вращается так близко к своему компаньону, что ее сильная гравитационная сила может вытягивать материал из атмосферы компаньона на орбиту вокруг себя, процесс переноса массы, известный как переполнение полости Роша . Захваченный материал образует газообразный аккреционный диск и закручивается по спирали внутрь, чтобы в конечном итоге упасть на нейтронную звезду, как в двойной системе Cen X-3 .

Для рентгеновских пульсаров других типов звездой-компаньоном является Ве-звезда, которая очень быстро вращается и, по-видимому, сбрасывает газовый диск вокруг своего экватора. Орбиты нейтронной звезды с этими спутниками обычно большие и очень эллиптические по форме. Когда нейтронная звезда проходит поблизости или через околозвездный диск Be, она захватывает материал и временно становится рентгеновским пульсаром. Околозвездный диск вокруг звезды Be расширяется и сжимается по неизвестным причинам, поэтому это кратковременные рентгеновские пульсары, которые наблюдаются только периодически, часто с промежутками от месяцев до нескольких лет между эпизодами наблюдаемой рентгеновской пульсации. [2] [3] [4] [5]

Поведение при вращении [ править ]

Радиопульсары (вращающиеся пульсары) и рентгеновские пульсары демонстрируют очень разное поведение вращения и имеют разные механизмы, производящие свои характерные импульсы, хотя считается, что оба типа пульсаров являются проявлениями вращающейся намагниченной нейтронной звезды . Цикл вращения нейтронной звезды в обоих случаях отождествляется с периодом импульса.

Основное отличие состоит в том, что радиопульсары имеют периоды от миллисекунд до секунд, и все радиопульсары теряют угловой момент и замедляются. Напротив, рентгеновские пульсары демонстрируют разнообразие спиновых движений. Наблюдается, что некоторые рентгеновские пульсары непрерывно вращаются все быстрее и быстрее или все медленнее и медленнее (со случайными разворотами этих тенденций), в то время как другие показывают либо незначительное изменение периода импульса, либо неустойчивое поведение при замедлении и повышении скорости вращения. [2]

Объяснение этой разницы можно найти в физической природе двух классов пульсаров. Более 99% радиопульсаров представляют собой одиночные объекты, которые излучают свою энергию вращения в виде релятивистских частиц и излучения магнитного диполя , освещая любые близлежащие туманности, которые их окружают. Напротив, рентгеновские пульсары являются членами двойных звездных систем и аккрецируют вещество либо от звездных ветров, либо от аккреционных дисков. Аккретированное вещество передает угловой моментк нейтронной звезде (или от нее), вызывая увеличение или уменьшение скорости вращения со скоростью, которая часто в сотни раз превышает типичную скорость замедления вращения радиопульсаров. До сих пор не совсем понятно, почему рентгеновские пульсары демонстрируют такое разное вращательное поведение.

Наблюдения [ править ]

Рентгеновские пульсары наблюдаются с помощью рентгеновских телескопов, которые являются спутниками на низкой околоземной орбите, хотя некоторые наблюдения были сделаны, в основном в первые годы рентгеновской астрономии , с использованием детекторов, переносимых на воздушных шарах или зондирующих ракетах. Первым рентгеновским пульсаром, который был обнаружен, был Centaurus X-3 в 1971 году с помощью рентгеновского спутника Uhuru . [1]

См. Также [ править ]

  • Нейтронная звезда
  • Пульсар
  • Радио Пульсар
  • Аномальный рентгеновский пульсар
  • Магнитар
  • Миллисекундный пульсар
  • Планеты-пульсары
  • Список рентгеновских пульсаров
  • X-ray_pulsar-based_navigation

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Изучение Вселенной в рентгеновских лучах , Филипп. А. Чарльз, Фредерик Д. Сьюард, Cambridge University Press, 1995, гл. 7.
  2. ^ a b Bildsten, L .; Chakrabarty, D .; Chu, J .; Палец, MH; Koh, DT; Нельсон, RW; Prince, TA; Рубин, БК; Скотт, DM; Vaughan, B .; Уилсон, Калифорния; Уилсон, РБ (1997). «Наблюдения за аккрецирующими пульсарами». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 113 (2): 367–408. arXiv : astro-ph / 9707125 . Bibcode : 1997ApJS..113..367B . DOI : 10.1086 / 313060 . S2CID 706199 . 
  3. ^ Чандра, AD; Рой, Дж .; Агравал, ПК; Чоудхури, М. (2020). «Изучение недавней вспышки в двойной системе Be / X-ray RX J0209.6−7427 с помощью AstroSat: новый сверхъестественный рентгеновский пульсар в Магеллановом мосту?». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 495 (3): 2664–2672. arXiv : 2004.04930 . Bibcode : 2020MNRAS.495.2664C . DOI : 10.1093 / MNRAS / staa1041 .
  4. ^ "Сверхъяркий источник рентгеновского излучения пробуждается рядом с галактикой не так далеко" . Королевское астрономическое общество . Июнь 2020.
  5. ^ "Ультра-яркий пульсар пробуждается по соседству с Млечным путем после 26-летнего сна" . Альфредо Карпинети . Июнь 2020.

Внешние ссылки [ править ]

  • Исследования BATSE Pulsar
  • Каин / Гей - Астрономический состав. Pulsars - ноя 2009
  • Каталог сверхлегких рентгеновских пульсаров (ULXP)