Введение к работе
Актуальность проблемы Исследование рентгеновских двойных источников -одна из современных и фундаментальных задач астрофизики, затрагивающая такие основополагающие вопросы, как эволюция звезд в двойных системах, влияние магнитного поля на кинематику плазмы и ее излучение, происхождение космических лучей. Актуальность темы диссертации заключается в том, что диссертационная работа затрагивает такие принципиальные вопросы астрофизики, как процессы генерации излучения вблизи аккрецирующего объекта
В настоящее время уже построен ряд теоретических моделей, описывающих генерацию рентгеновского излучения в тесных двойных системах. В конце 70-х годов у некоторых из таких объектов было обнаружено радиоизлучение и инфракрасные избытки.
Несмотря на большое число работ, посвященных рентгеновским двойным источникам, проблема генерации их низкочастотного излучения остается еще нерешенной. Возможно, что появление систематического описания конкретных механизмов излучения, способных обеспечить наблюдавшиеся светимости в радио- и инфракрасном диапазонах, будет полезно как для организации более эффективных наблюдений в этих диапазонах, так и для проверки некоторых теоретических моделей основанных на рентгеновских наблюдениях.
- 4 -Цель диссертационной работы: рассмотреть эффективность различных механизмов генерации низкочастотного излучения вблизи аккрецирующего объекта, обладающего сильным магнитным полем и сравнить их между собой; провести критический анализ моделей в сопоставлении с наблюдательными данными; продемонстрировать необходимость и возможность наблюдательной проверки моделей, построенных по данным рентгеновских наблюдений. Научная новизна
1). Впервые предложен и разработан механизм генерации инфракрасного и радиоизлучения рентгеновских двойных систем, которое возникает при высвечивании плазменных колебаний на границе магнитосферы нейтронной звезды. Плазменные колебания возбуждаются при турбулизации плазмы в результате пучковой неустойчивости, которая возникает при взаимодействии аккрецируемого потока плазмы с магнитосферой звезды.
2). Рассмотрен не обсуждавшийся ранее в рентгеновских двойных системах механизм генерации низкочастотного свободно-свободнго излучения в горячих коронах для двух моделей с различной температурой и прозрачностью. Делается вывод о существовании ИК. или УФ избытков для объектов с короной.
3). Впервые проведен расчет гиросинхротронного излучения слаборелятивистских электронов в системах с дисковой аккрецией. Оценены возможные инфракрасные рветимости, обусловленные данным механизмом.
Практическая ценность работы состоит в том, что основываясь на современных представлениях о структуре рентгеновских двойных систем, удалось найти и систематизировать возможные
механизмы,приводящие к ИК. избыткам и радиопотокам, наблюдаемым у некоторых из этих объектов. Построены модели генерации низкочастотного излучения в окрестности нейтронной звезды, входящей в тесную двойную систему с перетеканием вещества. Построение моделей необходимо для понимания процессов, происходящих вблизи аккрецирующего компактного объекта, и интерпретации наблюдательных данных, получаемых методами радиоастрономии, а также в ИК и УФ диапазонах. Продемонстрировано решающее значение последних для проверки моделей, построенных по данным рентгеновской астрономии. Получение выводы могут оказаться важными для организации скоординированных наблюдений в различных диапазонах длин волн, которым в последнее время уделяется большое внимание. Основные положения и результаты, выносимые на защиту:
1) Обоснование плазменного механизма излучения на
альвеновской поверхности нейтронной звезды, связанного с
возникновением пучковой неустойчивости и турбулизации плазмы
потоком аккрецируемых протонов и последующей трансформацией
плазменных волн в электромагнитные.
2) Расчет вклада собственного излучения горячей короны
рентгеновских двойных систем в общее оптическое и инфракрасное-
излучение этих объектов для широкополосной UBVRIJHK-системы,
выполненный для двух моделей короны с различными физическими
параметрами.
3) Механизм генерации гиросинхротронного излучения слаборелятивистскими электронами в рентгеновских двойных системах с дисковой аккрецией. Численное сравнение различных
- 6 -моделей с данными наблюдений двойных рентгеновских источников. Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинарах астрофизического отдела ГАО АН СССР, на семинарах сектора теоретической астрофизики ФТИ им. А. Ф. Иоффе АН СССР; на семинаре в КрАО, ГАС ГАО и Всесоюзном совещании по физике плазмы в 1984 году.
Актуальность проблемы Исследование рентгеновских двойных источников -одна из современных и фундаментальных задач астрофизики, затрагивающая такие основополагающие вопросы, как эволюция звезд в двойных системах, влияние магнитного поля на кинематику плазмы и ее излучение, происхождение космических лучей. Актуальность темы диссертации заключается в том, что диссертационная работа затрагивает такие принципиальные вопросы астрофизики, как процессы генерации излучения вблизи аккрецирующего объекта
В настоящее время уже построен ряд теоретических моделей, описывающих генерацию рентгеновского излучения в тесных двойных системах. В конце 70-х годов у некоторых из таких объектов было обнаружено радиоизлучение и инфракрасные избытки.
Несмотря на большое число работ, посвященных рентгеновским двойным источникам, проблема генерации их низкочастотного излучения остается еще нерешенной. Возможно, что появление систематического описания конкретных механизмов излучения, способных обеспечить наблюдавшиеся светимости в радио- и инфракрасном диапазонах, будет полезно как для организации более эффективных наблюдений в этих диапазонах, так и для проверки некоторых теоретических моделей основанных на рентгеновских наблюдениях.
- 4 -Цель диссертационной работы: рассмотреть эффективность различных механизмов генерации низкочастотного излучения вблизи аккрецирующего объекта, обладающего сильным магнитным полем и сравнить их между собой; провести критический анализ моделей в сопоставлении с наблюдательными данными; продемонстрировать необходимость и возможность наблюдательной проверки моделей, построенных по данным рентгеновских наблюдений. Научная новизна.
1).Впервые предложен и разработан механизм генерации инфракрасного и радиоизлучения рентгеновских двойных систем, которое возникает при высвечивании плазменных колебаний на границе магнитосферы нейтронной звезды. Плазменные колебания возбуждаются при турбулизации плазмы в результате пучковой неустойчивости, которая возникает при взаимодействии аккрецируемого потока плазмы с магнитосферой звезды.
2). Рассмотрен не обсуждавшийся ранее в рентгеновских двойных системах механизм генерации низкочастотного свободно-свободнго излучения в горячих коронах для двух моделей с различной температурой и прозрачностью. Делается вывод о существовании ИК. или УФ избытков для объектов с короной.
3). Впервые проведен расчет гиросинхротронного излучения слаборелятивистских электронов в системах с дисковой аккрецией. Оценены возможные инфракрасные рветимости, обусловленные данным механизмом.
Практическая ценность работы состоит в том, что основываясь на современных представлениях о структуре рентгеновских двойных систем, удалось найти и систематизировать возможные
механизмы,приводящие к ИК. избыткам и радиопотокам, наблюдаемым у некоторых из этих объектов. Построены модели генерации низкочастотного излучения в окрестности нейтронной звезды, входящей в тесную двойную систему с перетеканием вещества Построение моделей необходимо для понимания процессов, происходящих вблизи аккрецирующего компактного объекта, и интерпретации наблюдательных данных, получаемых методами радиоастрономии, а также в ИК и УФ диапазонах. Продемонстрировано решающее значение последних для проверки моделей, построенных по данным рентгеновской астрономии. Получение выводы могут оказаться важными для организации скоординированных наблюдений в различных диапазонах длин волн, которым в последнее время уделяется большое внимание. Основные положения и результаты, выносимые на защиту:
1) Обоснование плазменного механизма излучения на
альвеновской поверхности нейтронной звезды, связанного с
возникновением пучковой неустойчивости и турбулизации плазмы
потоком аккрецируемых протонов и последующей трансформацией
плазменных волн в электромагнитные.
2) Расчет вклада собственного излучения горячей короны
рентгеновских двойных систем в общее оптическое и инфракрасное-
излучение этих объектов для широкополосной UBVRIJHK-системы,
выполненный для двух моделей короны с различными физическими
параметрами.
3) Механизм генерации гиросинхротронного излучения слаборелятивистскими электронами в рентгеновских двойных системах с дисковой аккрецией. Численное сравнение различных
моделей с данными наблюдений двойных рентгеновских источников. Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинарах астрофизического отдела ГАО АН СССР, на семинарах сектора теоретической астрофиаики ФТИ им. А. Ф. Иоффе АН СССР; на семинаре в КрАО, ГАС ГАО и Всесоюзном совещании по физике плазмы в 1984 году.