"Velikolepnaya semerka": molodye, goryachie i stroinye3.12.2002 17:12 | S. B. Popov/GAISh, Moskva
"Velikolepnaya semerka" - eto sem' radiotihih blizkih odinochnyh neitronnyh zvezd, otkrytyh sputnikom ROSAT. Pervyi ob'ekt, zvezda Voltera, byl otkryt v 1996 g. To chto eto odinochnaya blizkaya neitronnaya zvezda stalo yasno prakticheski srazu po ekstremal'no bol'shomu otnosheniyu rentgenovskogo potoka k opticheskomu. No priroda izlucheniya ostavalas' neyasnoi.
Pervoe vremya osnovnoi gipotezoi yavlyalas' akkrecionnaya. Polagalos', chto staraya neitronnaya zvezda, dvizhushayasya s nebol'shoi skorost'yu (10-30 km/s) natyagivaet na sebya veshestvo mezhzvezdnoi sredy. Pri padenii gaza na poverhnost' proishodit razogrev do temperatury poryadka milliona gradusov, i my vidim rentgenovskii istochnik.
Zatem udalos' izmerit' parallaks i skorost' neitronnoi zvezdy. Rasstoyanie okazalos' okolo 120 pk, a skorost' - bolee 100 km/s. T.o. akkreciya ne mozhet yavlyat'sya istochnikom energii (dazhe esli by zvezda i nahodilas' na stadii akkrecii, to svetimost' pri takoi skorosti byla by ochen' nizkoi, odnako, nashi raschety pokazyvayut, chto pri vysokoi skorosti neitronnoi zvezde voobshe ne udaetsya pereiti na akkrecionnuyu stadiyu, esli magnitnoe pole ne zatuhaet do ochen' nizkih znachenii). Razumno polagat', chto vse sem' istochnikov imeyut odinakovuyu prirodu. I vot, akkreciei iz mezhzvezdnoi sredy ih ne ob'yasnit'. Chto zhe togda?
Neitronnye zvezdy rozhdayutsya ochen' goryachimi, i zatem postepenno ostyvayut v nachale za schet izlucheniya neitrino, a pozzhe za schet izlucheniya fotonov. Dazhe cherez sotni tysyach let posle rozhdeniya neitronnaya zvezda mozhet byt' goryachee milliona gradusov. T.o. vozmozhno, chto my vidim sem' blizkih molodyh goryachih neitronnyh zvezd.
Mozhno popytat'sya ocenit' - ne mnogo li celyh sem' molodyh ob'ektov dlya nashei blizhaishei okrestnosti. Eto bylo vnachale sdelano v rabote Noihauzera i Tryumpera, a zatem bolee detal'no v stat'yah nashei gruppy. Raschety pokazali, chto i v samom dele, plotnost' molodyh neitronnyh zvezd vokrug nas okazyvaetsya vyshe, chem eto sleduet iz srednih dannyh po raspredeleniyu radiopul'sarov v Galaktike.
V chem zhe delo? My predpolozhili, chto vsemu vinoi - Poyas Gulda. Eto disk molodyh zvezd, imeyushii vozrast okolo 30-60 millionov let. Nashi novye raschety pokazyvayut, chto izbytok plotnosti neitronnyh zvezd legko ob'yasnyaetsya izbytkom massivnyh zvezd vokrug nas.
Odnako, ostaetsya interesnyi vopros. Yavlyayutsya li eti sem' neitronnyh zvezd tipichnymi dlya Galaktiki v srednem ili net? My znaem menee 2000 neitronnyh zvezd, i bol'shuyu chast' sostavlyayut radiopul'sary. A eta semerka - radiotihie. Chto tut mozhet byt' ne tak?
Srazu mozhno vydelit' odin parametr, kotoryi v srednem dlya nashei semerki ne takoi kak u vseh drugih - oni bolee legkie. Pochemu tak?
Neitronnye zvezdy raznyh mass ostyvayut po raznomu. V svoih raschetah my ispol'zovali krivye ostyvaniya poschitannye gruppoi astrofizikov iz FTI im. Ioffe. Obshee svoistvo vseh modelei - bolee legkie neitronnye zvezdy ostyvayut medlennee. Znachit, nasha semerka selektirovannaya po vysokoi temperature okazyvaetsya selektirovannoi i po masse. I eto ne udivitel'no!
Vozrast Poyasa Gulda bolee 30 millionov let. Znachit, seichas tam vzryvayutsya samye malomassivnye zvezdy iz chisla teh, chto voobshe mogut vzorvat'sya. Pri etom samyh massivnyh zvezd uzhe net. Detal'nye raschety sverhnovyh pokazyvayut, chto bolee massivnye zvezdy dayut i bolee massivnye ostatki, a menee massivnye - otnositel'no legkie ostatki. Znachit, ne udivitel'no, chto v Poyase Gulda v poslednie milliony let obrazuyutsya imenno malomassivnye neitronnye zvezdy! My zhivem v oblasti Galaktiki, gde mnogo molodyh malomassivnyh (a znachit goryachih) neitronnyh zvezd.
Interesno, kakie eshe parametry, krome temperatury, mogut okazat'sya svyazannymi s massoi. Pervoe, chto prihodit v golovu, - magnitnoe pole. Odnako, tut vse ne tak-to prosto. Davaite posmotrim, kak mogut byt' vzaimosvyazany massa i magnitnoe pole neitronnoi zvezdy.
V standartnyh modelyah zatuhaniya polya v kore neitronnyh zvezd poluchaetsya, chto chem goryachee zvezda, tem bystree zatuhaet pole (eto svyazano s hudshei provodimost'yu kory bolee goryachego ob'ekta). Znachit, esli obrazovalis' dve neitronnye zvezdy s odinakovym polem, no raznoi massoi, to ochen' skoro bolee legkaya budet bolee goryachei (ona medlennee ostyvaet), i pri etom ona zhe budet menee zamagnichennoi. Vrode by vse yasno, no ...
S drugoi storony, esli posle vzryva sverhnovoi na poverhnost' neitronnoi zvezdy vypadalo mnogo veshestva (t.n. vozvratnaya akkreciya ili fall-back), to eto moglo uvelichit' kolichestvo defektov v kore zvezdy, chto privedet v dal'neishem v uskoreniyu raspada polya. Razumeetsya, vozvratnaya akkreciya pri etom uvelichila massu neitronnoi zvezdy. Tak chto s zatuhaniem polya ne vse okazyvaetsya stol' ochevidnym....
Obratimsya teper' k samym pervym minutam zhizni neitronnoi zvezdy. S odnoi storony, kak pokazano v rabotah Tompsona i ego soavtorov, process vozvratnoi akkrecii mozhet sposobstvovat' generacii magnitnogo polya. T.e. v processe uvelicheniya massy i pole budet vozrastat'. S drugoi storony Pazh i ego soavtory pokazali, chto sil'naya akkreciya mozhet "vbit'" pole v neitronnuyu zvezdu. I togda bolee massivnye budut imet' men'shee pole.
Krome togo, sil'noe pole i bystroe vrashenie mogut voobshe predotvratit' akkreciyu za schet effekta propellera. Togda samye sil'no zamagnichennye neitronnye zvezdy budut imet' naimen'shuyu massu.
Vidno, chto situaciya ochen' zaputannaya, a provesti pryamye raschety chrezvychaino slozhno. Chto zhe nam govoryat nablyudeniya "velikolepnoi semerki"? Lish' dlya odnogo ob'ekta udalos' ocenit' magnitnoe pole po nablyudeniyu zamedleniya vrasheniya neitronnoi zvezdy. Pole okazalos' primerno v 10 raz vyshe, chem u srednego radiopul'sara, no tem ne menee eto ne sverhsil'noe magnitnoe pole, kotoroe nablyudaetsya i magnitarov. U shesti drugih istochnikov pole neizvestno. Tak chto i nablyudeniya tut poka pomoch' ne mogut.
Est' eshe odna problema. Esli vse sem' istochnikov - "bliznecy-brat'ya", to neyasno, pochemu tol'ko u chetyreh iz nih obnaruzheny periody (rech' idet o periodicheskih pul'saciyah potoka izlucheniya, chto svyazano s vrasheniem neitronnoi zvezdy vokrug svoei osi). Prichem vse oni lezhat v dovol'no uzkom diapazone primerno ot 10 do 20 sekund (eti periody harakterny dlya magnitarov - sil'no zamagnichennyh neitronnyh zvezd). U samogo zhe izvestnogo ob'ekta iz semi - RX J1856 - period ne obnaruzhen, i predely na velichinu pul'sacii ochen' zhestkie (poryadka procenta!).
Vasilii Beskin predpolozhil, chto eto mozhno ob'yasnit' "shozhdeniem osei" (alignment). V hode etogo processa ugol mezhdu magnitnoi os'yu i os'yu vrasheniya umen'shaetsya. Yasno, chto esli ugol mal, to pul'sacii net. Odnako, dlya "velikolepnoi semerki" etot mehanizm dolzhen deistvovat' na ochen' korotkoi shkale - shkale ostyvaniya. A dlya obychnyh radiopul'sarov my znaem, chto dazhe na masshtabe vremeni zhizni etih ob'ektov (primerno na poryadok bol'she vremeni ostyvaniya) nikakogo effekta net. Togda nado ob'yasnyat', pochemu "velikolepnaya semerka" stol' sil'no otlichaetsya ot obychnyh radiopul'sarov. Zdes' my opyat' prihodim k gipoteze, chto eto mozhet byt' svyazano s tem, chto eti sem' istochnikov "otobrany" po malen'koi masse (t.e. po bol'shomu vremeni ohlazhdeniya).
Budushie issledovaniya "velikolepnoi semerki" smogut dat' mnogo vazhnoi informacii dlya fiziki i astrofiziki neitronnyh zvezd. Proyasnitsya i sama priroda etih ob'ektov (naprimer, pochemu oni radiotihie tak i ne yasno, mozhet byt' vse legkie neitronnye zvezdy "molchat" v radiodiapazone iz-za slishkom nizkogo ili, naoborot, slishkom vysokogo magnitnogo polya, ili iz-za kakih-to osobennostei v stroenii kory?). No uzhe seichas ponyatno, chto skoree vsego eto sem' molodyh goryachih malomassivnyh neitronnyh zvezd, kotorye obrazovalis' v Poyase Gulda v poslednie milliony let.
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
neitronnye zvezdy - odinochnye neitronnye zvezdy - Poyas Gulda
Publikacii so slovami: neitronnye zvezdy - odinochnye neitronnye zvezdy - Poyas Gulda | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
