После Бури: измерение структуры и температуры статической нейтронной звезды

После Бури: измерение структуры и температуры статической нейтронной звезды

Итак, как вы определите температуру одного из наиболее экзотических объектов Вселенной? Нейтронная звезда (~1.35 — 2.1 массы Солнца, шириной в поперечнике всего лишь 24 км) является остатком сверхновой звезды после того, как большая звезда умирает. Хотя нейтронные звезды и недостаточно массивны, чтобы стать черной дырой, они продолжают наращивать массу, притягивая газ своего компаньона-двойника, зачастую претерпевая продолжительные периоды вспышки (горения).

К счастью, мы можем наблюдать рентгеновские вспышки (используя такую аппаратуру, как Chandra), правда, это не та вспышка, которая может показать температуру или структуру нейтронной звезды.

На конференции AAS (American Astronautical Society-Американское общество астронавтики), состоявшейся на прошлой неделе, подробные результаты наблюдения рентгеновского излучения MXB 1659-29, квазиустойчивого нестационарного источника рентгеновского излучения (а именно, нейтронной звезды, которая горит уже довольно продолжительное время), позволили глубже проникнуть в суть физики нейтронных звезд, демонстрируя, что во время остывания коры нейтронной звезды открывается состав коры, и тогда температуру этих экзотических остатков сверхновой можно измерить…

В период вспышки (горения) нейтронные звезды генерируют рентгеновское излучение. Источники этого рентгеновского излучения можно определить (измерить), и проследить их эволюцию. В случае MXB 1659-29, Ed Cackett (Университет Мичигана) использовал данные, полученные с помощью спутника НАСА «Эксплорер» для изучения временной динамики рентгеновских излучений Росси (RXTE) (для наблюдений за охлаждением коры нейтронной звезды по прошествии продолжительного периода «рентгеновского» горения). MXB 1659-29 горела 2.5 года, пока не «погасла» в сентябре 2001 года. С тех пор периодически проводились наблюдения за источником, чтобы измерить экспоненциальное затухание рентгеновского излучения.

Почему это так важно? После длительного периода рентгеновского горения (вспышки), кора нейтронной звезды будет разогретой. Тем не менее, есть основания полагать, что ядро нейтронной звезды при этом будет оставаться сравнительно холодным. Когда прекращается горение нейтронной звезды (поскольку приращение газа, питающего вспышку, «выключается»), исчезает источник разогрева коры. На протяжении этого периода «состояния покоя» (горение отсутствует), слабый поток рентгеновского излучения из остывающей коры нейтронной звезды выявляет колоссальную массу информации о характеристиках нейтронной звезды.

В течение периода «состояния покоя» астрономы будут наблюдать рентгеновское излучение, испускаемое с поверхности нейтронной звезды (в противоположность «вспышкам»), поэтому могут быть выполнены непосредственные измерения с нейтронной звезды. В своем представлении, Cackett исследовал, как поток рентгеновского излучения с MXB 1659-29 затухал по экспоненте, а затем выравнивался, удерживаясь на постоянном уровне. Это означает, что кора после завершения горения охлаждалась быстро, достигая, в конечном счете, термического равновесия с ядром нейтронной звезды. Следовательно, пользуясь этим методом, можно определить температуру ядра нейтронной звезды.

Учитывая данные, полученные с другой нейтронной звезды, нестационарного источника рентгеновского излучения KS 1731-260, скорости остывания, наблюдаемые в начальный период состояния покоя, позволяют предположить, что эти объекты обладают вполне упорядоченной корковой структурой с очень незначительным содержанием примесей. Быстрое понижение температуры (от периода горения до состояния покоя) заняло примерно 1.5 года, достигая термического равновесия с ядром нейтронной звезды. Дальнейшая работа теперь будет выполняться на основе данных, полученных с помощью телескопа Chandra, поскольку может быть открыто еще больше информации об этих быстро вращающихся экзотических объектах.

 

Оригинальный источник: University of Arizona News Release

Переводчик: Дорохова Елена (Бюро переводов «Гольфстрим»)

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о космосе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: