Na saite Astrometriya Astronomicheskie instrumenty Astronomicheskoe obrazovanie Astrofizika Istoriya astronomii Kosmonavtika, issledovanie kosmosa Lyubitel'skaya astronomiya Planety i Solnechnaya sistema Solnce

Obnaruzhenie ciklotronnoi linii na odinochnoi neitronnoi zvezde
15.06.2003 19:25 | M. E. Prohorov/GAISh, Moskva

Chto daet obnaruzhenie ciklotronnoi linii ot neitronnoi zvezdy? Eto edinstvennyi dostupnyi nam pryamoi metod izmereniya magnitnyh polei na poverhnosti etih ob'ektov.

Ciklotronnaya chastota - chastota s kotoroi zaryazhennaya chastica obrashaetsya v magnitnom pole - zavisit tol'ko ot massy chasticy i napryazhennosti polya (dlya nerelyativistskih chastic). Ona bol'she dlya bolee sil'nyh polei i men'she dlya bolee tyazhelyh chastic. Edinstvennymi zaryazhennymi chasticami, kotorye v dostatochnom kolichestve vstrechayutsya vblizi poverhnosti neitronnoi zvezdy, yavlyayutsya elektrony i protony (u radiopul'sarov mogut takzhe prisutstvovat' pozitrony, kotorye imeyut takuyu zhe ciklotronnuyu chastotu, kak i elektrony). Dlya sverhsil'nyh magnitnyh polei, tipichnyh dlya neitronnyh zvezd, B=10¹² Gs, ciklotronnaya chastota elektronov popadaet v rentgenovskii diapazon na energii v neskol'ko desyatkov keV. Na eti zhe energii popadaet protonnaya chastota dlya polei s magnitarnymi napryazhennostyami ~10¹⁴-10¹⁵ Gs.

Do sih por ni u odnoi iz neitronnyh zvezd, u kotoryh zaregistrirovano teplovoe izluchenie poverhnosti, ciklotronnye linii ne byli obnaruzheny. Otkrytie bylo soversheno pri nablyudenii odinochnoi neitronnoi zvezdy 1E 1207.4-5209. V spektre etogo ob'ekta byla zafiksirovana seriya ciklotronnyh linii s energiyami 0.7, 1.4 i 2.1 keV. S men'shei dostovernost'yu vidna chetvertaya garmonika s energiei 2.8 keV. Nablyudaemye linii pokazany na Ris. 1. Esli pervaya iz etih linii sootvetstvuet osnovnoi ciklotronnoi chastote elektronov, to magnitnoe pole neitronnoi zvezdy ravno B=8^.10¹⁰ Gs (esli zhe nablyudaetsya protonnaya ciklotronnaya chastota, to napryazhennost' polya dolzhna byt' ravnoi ~1.6^.10¹⁴ Gs).

Ciklotronnye osobennosti, nablyudaemy v spektre, real'ny, ih shiriny prevyshayut spektral'noe razreshenie spektrometra rentgenovskoi observatorii XMM, na kotorom velis' nablyudeniya. Znacheniya shirin linii horosho soglasuyutsya s nablyudaemoi temperaturoi kontinuuma. Eti linii ne udaetsya ob'yasnit' kakimi-nibud' osobennostyami poglosheniya v atmosfere neitronnoi zvezdy. Krome togo nablyudaemyi profil' ciklotronnyh linii izmenyaetsya sinhronno s periodom pul'sara. Krivaya bleska i vydelennye na nei intervaly pokazany na Ris. 2, a sootvetsvuyushie izmeneniya ciklotronnyh linii - na Ris. 3. Eto eshe raz podtverzhdaet ciklotronnuyu prirodu linii.

Odnako s obnaruzheniem ciklotronnyh linii voznikli novye voprosy.

U dannogo ob'ekta izmereny period P=0.424 s (na samom dele on izmeren gorazdo tochnee P=0.424130760.00000002 s) i ego proizvodnaya dP/dt=(1.40.3) 10^-14 s/s. Eto pozvolyaet nezavisimo ocenit' magnitnoe pole neitronnoi, predpolagaya magnitodipol'nyi zakon tormozheniya. Ono okazalos' vpolne tipichnym: B=2-3^.10¹² Gs. Eto znachenie ne sovpadaet s ciklotronnoi ocenkoi ni dlya elektronov, ni dlya protonov, v oboih sluchayah razlichie ochen' veliko. Etu raznicu mozhno ob'yasnit', predpolozhiv, chto ciklotronnaya liniya obrazuetsya ne na poverhnosti neitronnoi zvezdy a na vysote ravnoi 2-3 ee radiusam (primerno 20-30 km), gde magnitnoe pole budet imet' nablyudaemuyu po liniyam napryazhennost'. V etom sluchae, odnako, voznikayut problemy s mehanizmom formirovaniya linii.

Iz teh zhe nablyudaemyh znachenii perioda i ego proizvodnoi mozhno naiti ocenku vozrasta pul'sara. Ona poluchaetsya ravnoi t~5^.10⁵ let, chto ne soglasuetsya s vozrastom molodogo ostatka sverhnovoi (ne bolee 10⁴ let) na kotoryi proeciruetsya dannaya neitronnaya zvezda.

(Zametka napisana po materialam stat'i Bin'yami i dr. (G.F.Bignami et al.) Nature 423, 725 / astro-ph/0306189.)

Publikacii s klyuchevymi slovami: neitronnye zvezdy - odinochnye neitronnye zvezdy - magnitnye polya zvezd - ciklotronnye linii Publikacii so slovami: neitronnye zvezdy - odinochnye neitronnye zvezdy - magnitnye polya zvezd - ciklotronnye linii

Sm. takzhe: Kratkaya istoriya bystryh radiovspleskov GW200115: modelirovanie sliyaniya chernoi dyry i neitronnoi zvezdy Karta goryachih pyaten na poverhnosti neitronnoi zvezdy J0030 Neobychnyi signal mozhet svidetel'stvovat' o razrushenii neitronnoi zvezdy chernoi dyroi Odinochnaya neitronnaya zvezda v ostatke sverhnovoi E0102-72.3 NGC 4993: galakticheskii dom istoricheskogo vzryva GW170817: registraciya izlucheniya raznyh vidov ot yavleniya sliyaniya Vse publikacii na tu zhe temu >>