Главная » 2014»Сентябрь»29 » Скачать Переменность компактных рентгеновских источников на малых и больших временных масштабах. Арефьев, Вадим Александрович бесплатно
09:20
Скачать Переменность компактных рентгеновских источников на малых и больших временных масштабах. Арефьев, Вадим Александрович бесплатно
Переменность компактных рентгеновских источников на малых и больших временных масштабах
Диссертация
Автор: Арефьев, Вадим Александрович
Название: Переменность компактных рентгеновских источников на малых и больших временных масштабах
Справка: Арефьев, Вадим Александрович. Переменность компактных рентгеновских источников на малых и больших временных масштабах : диссертация кандидата физико-математических наук : 01.03.02 Москва, 2004 143 c. : 61 05-1/407
Объем: 143 стр.
Информация: Москва, 2004
Содержание:
1 РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ БИБЛИОТЕКА Введение Часть
Глава
I во SO -05 Быстрые рейпгеновские транзиенты: иитеграпьиое распределение и основные классы источников Интегральное распределение быстрых рентгеновских транзиентов вида log(N) log(S) (число событийинтегралъныи поток) Рентгеновское излучение гамма-всплесков и их вклад в распределение быстрых рентгеновских транзиентов Дефицит рентгеновских всплесков первого рода от двойных систем с малым темпом аккреции
Глава II
Глава
III Литература к части Часть
31 Переменность излучения маломассивных рентгеновских двойных систем на больших временных масштабах Долговременная переменность рентгеновского в маломассивных двогтых системах излучения
Глава IV
Глава
V Десятилетнее повышение рентгеновского потока оарстера 4U1724-307 в шаровом скоплении Терзан
51 Долговременные наблюдения пекулярной рентгеновской Новой ХТЕ Л
52 Долговременные набчюдения рентгеновских с малой светимостью барстеров
Глава VI
Глава
VII Литература к части Часть
Глава
VIII Литература к части Огттмизация рентгеновского монитора для наблюдений быстрых рентгеновских транзиентов Рентгеновский монитор МОХЕ и его оптимизация
Заключение Приложение
Введение:
и в небе и в земле сокрыто больше, Чем снится вашей мудрости, Fopatfuo. Шекспир. Гамлет, принц датский. Введение Небо в рентгеновском диапазоне отличается исключительной изменчивостью в широком интервале временных масштабов. Одним из классов источников, которые вносят наибольший вклад в наблюдаемую переменность, являются аккрецирующие нейтронные звезды и черные дыры. Однако многочисленные и разнообразные по своим характеристикам импульсы рентгеновского излучения рентгеновские транзиенты генерируются не только рентгеновскими двойными. Это могут быть как активные звезды поздних классов, некоторые молодые звезды, так и взрывы сверхновых, с которыми, вероятно, связаны всплески гамма-излучения. Рентгеновские транзиенты сильно различаются по своим характеристикам. Это и рентгеновские вспышки активных звезд длительностью в десятки секунд, ал энергетическим спектром мягче 2-3 кэВ и полным энерговыделением -10 эрг, и вспышки рентгеновских Новых, длительностью до нескольких месяцев и даже лет, со спектром фотонов, простирающимся до нескольких сотен кэВ, и полной энергетикой -10 эрг. В максимуме вспышки излучение рентгеновской Новой увеличивается в миллионы раз и может по своей интенсивности превышать рентгеновское излучение всех других компактных рентгеновских источников родительской галактики. Недавно было найдено, что гамма-всплескам могут сопутствовать всплески рентгеновского до 10 эрг. Рентгеновское излучение излучения, с полным энерговыделением слабопеременных, т.е. не транзиентных компактных рентгеновских источников, также отличается сильной переменностью. Причем может меняться как интенсивность, так и энергетический спектр излучения. Иногда такие изменения показывают периодический характер, иногда происходят спонтанно в непредсказуемые моменты времени. Изучение особенностей переменности рентгеновского излучения является ключевым фактором как для понимания процессов формирования рентгеновского излучения, так и для выяснения свойств самих компактных объектов. Для его исследования применяются Рентгеновский монитор специальные инструменты рентгеновские мониторы. должен обладать возможностью зарегистрировать, локализовать и, желательно, получить информацию об энергетическом спектре и изменении во времени рентгеновского излучения произошедшего события, и как можно скорее передать эту информацию, чтобы можно было осушествить наблюдение данного события специализированными высокочувствительными телескопами, как в рентгеновском, так и в других диапазонах энергетического спектра. Так как рентгеновские транзиенты и изменения в излучении слабопеременных источников происходят в непредсказуемые моменты времени, наблюдать все небо все время. а для транзиентов и в непредсказуемой точке на небе, то идеальный рентгеновский монитор должен Однако в силу многочисленных технических ограничений, до недавнего времени рентгеновские мониторы были способны наблюдать одновременно только небольшую область неба. При этом различные области на небе наблюдались с различной длительностью и периодичностью. Такие ограниченные и нерегулярные наблюдения привели к тому, что наиболее часто регистрировались и, как следствие, оказались хорошо изучены явления средней (недели месяцы) длительности. Тогда как более короткие (секунды-дни) и более длительные (месяцы-годы) события, и как следствие, процессы, отвечающие за их возникновение, изучены достаточно плохо. По этой же причине плохо изучена переменность на длинных масштабах времени у большинства не транзиентных источников. интересными. В области малых времен одной из задач, которая представляет большой интерес, является выяснение природы коротких рентгеновских транзиентных явлений, так называемых быстрых рентгеновских транзиентов (БРТ). К быстрым рентгеновским транзиентам обычно относят события длительностью меньше одного дня и большим отношением потока в максимуме вспышки к постоянному уровню рентгеновского потока. Такие события неоднократно наблюдались различными экспериментами, и было высказано предположение, что их природа может быть связана с компактными объектами, такими как активные звезды или рентгеновские двойные. Известно, что звезды и катаклизмические переменные генерируют мощные рентгеновские вспышки. Например, спутник BeppoSAX наблюдал в диапазоне 2-10 кэВ вспышку от активной двойной Алголь, с пиковым потоком более 100 мКраб и длительностью более 2* 10" с. Вспышки меньшей амплитуды и меньшей длительности происходят гораздо чаще. Исследование распределения ярких вспышек от вспыхивающих звезд поможет понять, насколько применимы модели возникновения таких вспышек, которые обычно являются экстраполяцией Солнечных моделей. Поэтому исследование переменности компактных рентгеновских источников на малых и больших временных масштабах могут оказаться весьма Недавно было показано, что протозвезды и звезды до-главной последовательности, которые, возможно, имеют аккреционные диски, также генерируют рентгеновские вспышки. К таким звездам, например, относится т Тельца. Их рентгеновские вспышки достигают светимости 10 эрг/с, иногда превышая болометрическую светимость в спокойном состоянии. Нейтронные звезды со слабым магнитным полем рентгеновские барстеры также являются источником ярких рентгеновских вспышек. Характерной чертой рентгеновских барстеров является генерация коротких мощных всплесков рентгеновского излучения так называемых рентгеновских всплесков I рода, которые являются результатом термоядерных взрывов на поверхности нейтронных звезд. Конкретный механизм образования рентгеновских всплесков 1-рода сильно зависит от темпа аккреции и состава аккрецирующего вещества. Известно, что существует сильная связь между темпом аккреции на нейтронную звезду и частотой рентгеновских всплесков I рода, и она хорошо изучена при светимостях выше -Si10 эрг/с. Так как частота генерации всплесков быстро падает с уменьшением темпа аккреции, то теория предсказывает, что время между последовательными всплесками может достигать десятков лет, тогда как энерговыделение в момент такого редкого всплеска может существенно отличаться от того, которое происходит в момент генерации обычных всплесков. Однако экспериментально поведение барстеров при низких светимостях и свойства всплесков от таких слабоаккрецирующих барстеров изучены существенно хуже. Одним из наиболее ярких проявлений переменности рентгеновских двойных являются вспышки рентгеновских Новых. В моменты вспышки рентгеновские Новые увеличивают свою светимость на несколько порядков и в течение нескольких месяцев становятся одними из ярчайших источников на небе в рентгеновском диапазоне. Около 75% кандидатов в черные дыры, известных в настоящее время, находится в источниках, которые проявляли себя как рентгеновские Новые. За 35 лет наблюдалось около 50 Новых, причем каждая вспышка обычно длилась -100-200 дней. Особый интерес представляет изучение плохо исследованной фазы начального нарастания светимости до достижения первичного максимума. При быстрой регистрации сигнала о появлении рентгеновской Новой и проведении наблюдений в широком диапазоне энергий можно было бы получить важные ограничения на фундаментальные свойства аккрецирующего объекта и механизмы, вызывающие возникновение аккреционных нестабильностей в рентгеновских Новых. Существуют также двойные системы, которые генерируют пекулярные рентгеновские выбросы, длительность которых существенно короче, чем у классических рентгеновских Новых. Переменность такого типа очень сложно зарегистрировать современными рентгеновскими мониторами. Показательно, что рентгеновский монитор ASM на борту обсерватории RXTE пропустил несколько мощных вспышек V4641 Sgr, являющегося кандидатом в черные дыры. Наиболее очевидным примером короткого транзиентного события являются гамма-всплески. В результате измерений излучения гамма-всплесков в рентгеновском диапазоне, проведенных спутником Ginga, и открытием рентгеновских послесвечений гамма-всплесков спутником BeppoSAX стало очевидно, что гамма-всплески могут излучать значительную часть энергии в рентгеновском диапазоне. Это излучение совпадает по времени с гамма-всплеском (мгновенное рентгеновское излучение) и продолжается после окончания гамма-всплеска (рентгеновское послесвечение). Большое разнообразие характеристик гамма-всплесков и их послесвечений объясняется как физическими свойствами источника гамма-всплесков и окружающей среды, так и геометрией гамма-всплеска (коллимированный или изотропный), что вместе с открытием послесвечений гамма-всплесков в рентгеновском, оптическом и радио диапазонах стало мощным стимулом для развития теоретических моделей. Открытие недавно спутником BeppoSAX рентгеновских вспышек, похожих на гамма-всплески, но не сопровождающихся заметным гамма-излучением, показывает, что рентгеновские транзиенты, подобные или связанные с гамма-всплесками, могут занимать заметную долю среди БРТ, наряду с активными звездами и рентгеновскими двойными. Однако, как правило, качество экспериментальных данных не позволяло определить характеристики БРТ с хорошей точностью и, следовательно, однозначно определить источник БРТ. До настоящего времени нет надежных определений классов источников, которые генерируют БРТ, как нет информации об их относительном вкладе в статистику БРТ. Вероятно, что некоторыми из источников БРТ являются экзотические (малочисленные или редко себя проявляющие) классы источников. Данные о таких классах (или оценки их численности и других характеристик) могут быть получены из анализа распределения БРТ. В области более длительных временных масштабов, наблюдений большого числа слабопеременных только после запуска источников спутника RXTE, стало возможным проведение долговременных достаточно регулярных компактных рентгеновского излучения. Это открывает возможность исследовать переменность рентгеновского излучения на временных масштабах, сравнимых и дольше характерного вязкого времени акреционного диска. Что, в свою очередь, дает шанс получить
