Izmereno gravitacionnoe krasnoe smeshenie u poverhnosti neitronnoi zvezdy10.11.2002 15:38 | S. I. Blinnikov/scientific.ru
V vyrozhdennyh zvezdah (belye i burye karliki, neitronnye zvezdy) davlenie veshestva zavisit tol'ko ot plotnosti. Kogda eta zavisimost' (uravnenie sostoyaniya) izvestna, to mozhno predskazat', kak radius zvezdy R zavisit ot ee massy M. Proshe vsego ustroeny belye karliki, tak kak vyrozhdennaya plazma v nih ideal'na - predskazaniya teorii dlya R(M) neploho soglasuyutsya s nablyudeniyami (Nobelevskaya premiya S.Chandrasekara 1983 god).
Polozhenie s neitronnymi zvezdami gorazdo huzhe: vnutri nih nuklony uzhe soprikasayutsya, plazma sovershenno neideal'na. Neyasno dazhe, kakoi yazyk adekvaten: opisanie plazmy v vide svobodnyh nuklonov ili zhe kvarkov. Iz-za neopredelennosti konstant effektivnyh vzaimodeistvii nel'zya skazat', proishodyat li vnutri neitronnyh zvezd fazovye perehody, obrazuyutsya li kondensaty pionov ili kaonov i t.d. Massy neitronnyh zvezd v dvoinyh sistemah inogda udaetsya horosho ocenit', odnako radius s trudom poddaetsya pryamomu izmereniyu: v sluchae radiopul'sarov poverhnost' voobshe ne vidna(za isklyucheniem neskol'kih molodyh, naprimer, Vela), a v sluchae akkreciruyushih neitronnyh zvezd svetit (v rentgenovskom diapazone) tol'ko nekaya dolya poverhnosti.
Ochen' poleznoe ogranichenie mozhno bylo by poluchit', esli obnaruzhit' spektral'nye linii, obrazovannye vblizi poverhnosti neitronnoi zvezdy. Dliny voln etih linii dolzhny byt' sil'no smesheny ot svoih laboratornyh znachenii iz-za zamedleniya vremeni v sil'nom gravitacionnom pole (effekt gravitacionnogo krasnogo smesheniya Einshteina). Esli krasnoe smeshenie z izmereno, to dlya sfericheskoi zvezdy srazu poluchaem Rg/R= [1-1/(1+z)2], gde Rg - eto radius Shvarcshil'da. A vyraziv poslednii cherez massu, imeem: M/R = (c2/2G) [1-(1+z)-2].
Vpervye ob obnaruzhenii dostovernyh linii neitronnoi zvezdy bylo soobsheno v rabote [1]. Na observatorii "Chandra" nablyudalas' neitronnaya zvezda 1E 1207.4-5209 v centre ostatka sverhnovoi PKS 1209-51/52. Byli naideny linii poglosheniya na 0.7 keV i 1.4 keV, no nadezhno otozhdestvit' ih ne udalos' - vidimo, na etoi zvezde ogromnoe magnitnoe pole, kotoroe do neuznavaemosti menyaet spektry atomov.
 Neitronnaya zvezda (sinii cvet) akkreciruet veshestvo so sputnika - obychnoi zvezdy Credit: ESA/Medialab |
V zhurnale Nature ot 7 noyabrya soobshaetsya ochen' interesnyi rezul'tat (avtory J.Cottam, F.Paerels, SShA i M.Mendez, Gollandiya). Nablyudeniya vspyhivayushego rentgenovskogo istochnika EXO0748-676 na kosmicheskoi rentgenovskoi observatorii XMM-Newton pozvolili obnaruzhit' i otozhdestvit' spektral'nye linii, obrazovannye vblizi poverhnosti neitronnoi zvezdy.
Vsego istochnik v dvoinoi rentgenovskoi sisteme EXO0748-676 nablyudalsya pochti polmilliona sekund v fevrale-aprele 2000 g. Pri etom bylo zaregistrirovano 28 vspyshek v rentgene obshei prodolzhitel'nost'yu 3200 s - pochti chas (primerno po dve minuty na vspyshku). Pri vspyshke poverhnost' neitronnoi zvezdy rezko nagrevaetsya i ee svechenie zabivaet svechenie akkreciruyushego (padayushego) gaza. Gaz, bolee holodnyi, chem poverhnost' zvezdy, pogloshaet izluchenie poverhnosti - obrazuyutsya linii poglosheniya, kak v klassicheskih zvezdnyh atmosferah. Strui gaza, ottekayushie ot zvezdy mogut davat' emissionnye linii - kak klassicheskii zvezdnyi veter.
 |
| Spektry istochnika EXO0748-676 dlya 28 rentgenovskih vspyshek, poluchennye XMM-N'yuton. |
Kak vidno iz risunka, avtoram udalos' otozhdestvit' osnovnye detali v spektre v osnovnom s pochti polnost'yu "obodrannymi" ionami zheleza Fe XXVI i XXV s perehodami n = 2 - 3, a takzhe kisloroda O VII i VIII, n = 1 - 2. Dliny voln etih linii deistvitel'no smesheny v krasnuyu storonu. Izmerennoe krasnoe smeshenie z = 0.35 odinakovo dlya vseh otozhdestvlennyh linii. Otsyuda sleduet, chto radius etoi neitronnoi zvezdy vsego lish' 2.2 radiusa Shvarcshil'da, t.e. otnoshenie radiusa R (km) k masse M (v massah Solnca) est' R/M=6.6.
K sozhaleniyu, massa etoi neitronnoi zvezdy neizvestna. Esli ona normal'naya, kak u bol'shinstva pul'sarov, t.e. okolo 1.4 mass Solnca, to cifry R/M=6.6 vpolne vpisyvayutsya v modeli obychnogo neitronnogo veshestva, bez privlecheniya fazovyh perehodov v pionnyi ili kaonnyi kondensat ili v kvark-glyuonnuyu plazmu. Esli zhe massa men'she, esli M<1.1 massy Solnca, to radius okazyvaetsya slishkom mal (on dolzhen rasti s umen'sheniem massy), i bez ekzotiki v uravnenii sostoyaniya ne oboitis'. Poetomu dlya proverki teorii nuzhno merit' massu M.
[1] Sanwal, D., Pavlov, G. G., Zavlin, V. E. & Teter, M. A. Discovery of absorption features in the X-ray spectrum of an isolated neutron star. Astrophys. J. 574, L61-L64 (2002)
Po materialam stat'i v zhurnale Nature, 420, 51 - 54 (7 November 2002) .
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
neitronnye zvezdy - gravitacionnoe krasnoe smeshenie - uravnenie sostoyaniya
Publikacii so slovami: neitronnye zvezdy - gravitacionnoe krasnoe smeshenie - uravnenie sostoyaniya | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
