КУРС ЗАГАЛЬНОЇ АСТРОНОМІЇ - С. М. АНДРІЄВСЬКИЙ 2007

Частина VI

ФІЗИКА ЗІР І ТУМАННОСТЕЙ

Розділ 17

ЕРУПТИВНІ ЗМІННІ ЗОРІ

17.5. Рентгенівські змінні зорі

Упродовж останніх десятиліть були виявлені потужні джерела рентгенівського випромінювання — рентгенівські зорі. Позначають ці об'єкти так: спочатку записують сузір'я, в якому є джерело, потім — латинська літера Х, що символізує рентгенівське випромінювання («ікс-промені») та порядковий номер об'єкта у цьому сузір'ї.

Визначили, що рентгенівські джерела є тісними подвійними (деякі з них затемнювано-змінними у рентгенівському діапазоні) зоряними системами, в яких один (головний) компонент — нормальна зоря, а другий — компактний об'єкт (білий карлик, нейтронна зоря, або чорна діра). Випромінюють рентгенівські зорі завдяки механізму акреції газу від нормальної зорі (донора) на поверхню компактного об'єкта. Виявлено, що головні компоненти цих систем заповнили свої порожнини Роша. Якщо це так, то в системі через внутрішню точку Лагранжа L1 відбувається перетікання речовини в напрямі до другого компонента. Потік газу, що рухається до компактного об'єкта з потужним гравітаційним полем, у момент зустрічі з його поверхнею досягає швидкості близько 100 000 км/с. Унаслідок падіння на вторинний компонент одного грама речовини виділяється енергія (причому саме в рентгенівському діапазоні) близько 1013 Дж. Типові світності рентгенівських зір Lx ≈ 1028—1032 Вт. Для забезпечення світності рентгенівської зорі Lx ≈ 1030 Вт достатньо, щоб на її поверхню щосекунди падало усього близько 1017 г речовини головного компонента.

Якщо білий карлик, або нейтронна зоря до того ж мають потужне магнітне поле 1011—1013 Е, то воно спрямовує падаючу речовину в бік магнітних полюсів. Тут утворюються «гарячі плями», що при наявності обертання компактного об'єкта призводить до появи феномена рентгенівського пульсара. Періоди надходження імпульсів є в межах від близько однієї секунди до тисяч секунд.

Два таких пульсари досліджені досить детально. Перший з них — рентгенівське джерело Геркулес Х-1, період пульсації якого дорівнює 1,2378 с. Разом з оптичною змінною зорею HZ Геркулеса цей пульсар утворює подвійну систему, період обертання якої становить 1,7 доби. Протягом цього ж проміжку часу блиск змінної коливається від 13m до 15m. Зміну блиску оптичної зорі пояснюють її обертанням з періодом 1,7 доби навколо своєї осі і тим, що в її півсфері, повернутій до рентгенівського джерела, є гаряча пляма. Ця пляма утворюється внаслідок нагріву речовини зорі рентгенівським випромінюванням нейтронного компонента. Виявлено також, що з кожних 36 діб пульсар спостерігається лише 12, в останні 24 доби потік рентгенівського випромінювання нижчий від рівня чутливості приймальної апаратури. Очевидно, внаслідок прецесійного руху осі обертання нейтронної зорі Земля на цей час виходить з діаграми напрямленості випромінювання пульсара. Маса зорі HZ Геркулеса дещо перевищує масу Сонця, її радіус 2R0, маса пульсара близько 1,5M0.

Іншим рентгенівським пульсаром (компонентом подвійної системи) є джерело Кентавр Х-3. Орбітальний період обертання системи 2,087 доби, період імпульсного рентгенівського випромінювання Р = 4,84 с. Це рентгенівське джерело ототожнили зі спектрально-подвійною зорею 13m. Дослідження спектра системи дали змогу зробити висновок, що маса оптичної зорі M = 15Mʘ, її радіус R = 7,2Rʘ. Компонент — джерело рентгенівського випромінювання — має масу M = 1,5Mʘ і є нейтронною зорею.

У середині 70-х років виявили ще два типи рентгенівських об'єктів — поляри і барстери. Поляр — це об'єкт, характерною особливістю якого є сильна (до 30%) і змінна з часом поляризація випромінювання. Це випромінювання виникає при акреції речовини одного з компонентів тісної подвійної системи — червоного карлика на другий компонент — зорю білий карлик, що має дуже сильне магнітне поле. Баретери (від англійського burst — вибух) — це спалахуючі рентгенівські джерела, в яких явище спалаху повторюється через декілька годин або діб. За один спалах у рентгенівському діапазоні виділяється енергія 1032 Дж. Тут виникає випромінювання плазми, яка перетікає від одного компонента, який заповнює свою порожнину Роша до іншого, що є нейтронною зорею. Перш ніж досягнути поверхні нейтронної зорі, плазма утворює біля неї акреційний диск. Спалах відбувається після того, як протягом декількох годин на поверхні нейтронної зорі утвориться шар критичної маси речовини, в якому температура сягає 108K, і у вибуховому режимі розпочинається термоядерна реакція «горіння» гелію. Після швидкого «вигорання» термоядерного палива у шарі акреція відновлюється, і за короткий час знову досягається критичне значення маси в шарі, що спричиняє наступний термоядерний вибух. За результатами вивчення розподілу цих зір у Галактиці встановлено, що барстери належать до сферичної підсистеми Галактики.






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.