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
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 более чем 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
Газ, снабжающий 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 , вызываемый 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 массопереноса, 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 с перерывами, часто с периодами от месяцев до нескольких лет между эпизодами наблюдаемой пульсации рентгеновского излучения. [2] [3] [4] [5]
Поведение при вращении
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. Аккрецированное вещество передает угловой момент нейтронной звезде (или от нее), вызывая увеличение или уменьшение скорости вращения со скоростью, которая часто в сотни раз превышает обычную скорость замедления вращения радиопульсаров. До сих пор не ясно, почему рентгеновские пульсары демонстрируют такое разное вращательное поведение.
Наблюдения
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]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ a b c Изучение Вселенной в рентгеновских лучах , Филипп. А. Чарльз, Фредерик Д. Сьюард, Cambridge University Press, 1995, гл. 7.
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ «Сверхъяркий источник рентгеновского излучения пробуждается недалеко от галактики, расположенной недалеко» . Королевское астрономическое общество . Июнь 2020.
- ^ «Ультра-яркий пульсар пробуждается по соседству с Млечным путем после 26-летнего сна» . Альфредо Карпинети . Июнь 2020.
Внешние ссылки
- Исследования BATSE Pulsar
- Каин / Гей - Астрономический состав. Pulsars - ноя 2009
- Каталог сверхлегких рентгеновских пульсаров (ULXP)