Презентация на тему "Зоопарк нейтронных звезд"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Зоопарк нейтронных звезд

• 
  Слайд 2

  Где почитать?

• 
  Слайд 3

  Предсказание ...

  • Нейтронные звезды были предсказаны в 30-е гг.
  • Л.Д. Ландау: Звезда-ядро
  • Бааде и Цвикки: нейтронные звезды и сверхновые
• 
  Слайд 4

  Нейтронные звезды

  • Радиус 10 км
  • Масса 1-2 солнечной
  • Плотность порядка ядерной
  • Сильные магнитные поля
• 
  Слайд 5

  Нейтронные звезды - 2

  Сверхплотное вещество и сверхсильные магнитные поля

• 
  Слайд 6

  Зависимость масса-радиус

• 
  Слайд 7

  Старый зоопарк нейтронных звезд

  • В 60-е гг. были открыты первые рентгеновские источники.
  • Это были НЗ в тесных двойных системах, но их «не узнали».
  • Сейчас известны сотни рентгеновских двойных с нейтронными звездами в нашей и других галактиках.

• 
  Слайд 8

  Ракетные эксперименты Sco X-1

  В 2002 г. Р.Джиаккони получил Нобелевскую премию по физике.

• 
  Слайд 9

  UHURU

  • Спутник запущен 12 декабря 1970 г.
  • Закончил работу в марте 1973 г.
  • Другое название SAS-1
  • 2-20 кэВ
  • Первый полный обзор неба.
  • 339 источника.
• 
  Слайд 10

  Аккреция в тесных двойных

  Аккреция – самый мощный источник энергии в мире из тех, что могут давать большой выход энергии. При падении вещества на нейтронную звезду выделяется до 10% от mc2

• 
  Слайд 11

  Аккреционный диск

  Теория создана в 1972-73 гг. Н.И.Шакура и Р.А. Сюняев Аккреция важна не только для двойных систем, но и для активных ядер галактик и для других систем.

• 
  Слайд 12

  Тесные двойные системы

  Около ½ массивных звезд входит в двойные системы. Сейчас в тесных двойных системах известны многие десятки нейтронных звезд.

• 
  Слайд 13

  Открытие

  • 1967: Джоселин Белл. Радиопульсары.
  • Серендипическое открытие.
• 
  Слайд 14

  Jocelyn Bell

• 
  Слайд 15

  Пульсар в Крабовидной туманности

• 
  Слайд 16

  Пульсар Vela

  • 7 – джет
  • Джеты (струи) наблюдаются у нескольких нейтронных звезд.

• 
  Слайд 17

  Новый зоопарк нейтронных звезд

  • В последние 10 лет стало ясно, что нейтронные звезды могут рождаться очень разными, совсем непохожими на обычные радиопульсары типа Краба.
  • Компактные рентгеновские источники в остатках сверхновых
  • Аномальные рентгенов. пульсары
  • Источники мягких повторяющихся гамма-всплесков
  • Великолепная семерка
  • Источники EGRET
  • Транзиентные радиоисточники.
• 
  Слайд 18

  Компактные рентгеновские источники в остатках сверхновых

  • Cas A
  • RCW 103
• 
  Слайд 19

  Puppis A

  Один из самых известных компактных рентгеновских источников в остатках сверхновых. Возраст около 3700 лет. Возможно, что прародителем была очень массивная звезда (около 30 масс Солнца).

• 
  Слайд 20

  Магнитары

  • dE/dt > dErot/dt
  • По определению: расходуется энергия магнитного поля НЗ
  • P-Pdot
  • Прямые измерения магн. поля (Ibrahim et al.)
  • Магнитные поля 1014–1015 Гс
• 
  Слайд 21

  Известные магнитары

• 
  Слайд 22

  Магнитары в галактике

  • 4 МПГ, 8 АРП, плюс кандидаты, плюс радиопульсары с большими магнитн. полями.
  • Молодые объекты (около 104лет).
  • Возможно около 10% всех НЗ.
• 
  Слайд 23
  
• 
  Слайд 24

  Исторические заметки

  • 05 Марта 1979. Эксперимент Конус. Венера-11,12 (Мазец и др.)
  • Событие в БМО. SGR 0520-66.
  • Флюэнс: около 10-3эрг/см2
  • Мазец и др. 1979
• 
  Слайд 25

  N49 - Остаток сверхновой в Большом Магеллановом облаке​

• 
  Слайд 26

  Активность МПГ и исследования этих источников

• 
  Слайд 27

  Обычные (слабые) всплески МПГ и АРП

  Типичные всплески от SGR 1806-29, SGR 1900+14 и от AXP 1E 2259+586 по данным RXTE (из статьи Woods, Thompson, 2004, astro-ph/0406133) (из статьи Woods, Thompson 2004)

• 
  Слайд 28

  Промежуточные всплески МПГ

  Примеры четырех промежуточных всплесков. Однако иногда четвертый (правый нижний) некоторые считают гигантским (из статьи Woods, Thompson) (из статьи Woods, Thompson 2004)

• 
  Слайд 29

  Гигантская вспышка SGR 1900+14 (27 Августа 1998)

  • Данные со спутника Улисс (рис. из Hurley et al. 1999a)
  • Импульс 0.35 сек
  • P=5.16 сек
  • L>3 1044эрг/с
  • ETOTAL>1044 эрг
  • Hurley et al. 1999
• 
  Слайд 30

  МПГ: периоды и гигантские вспышки

• 
  Слайд 31

  Аномальные рентгеновские пульсары

  • Выделены в отдельную группу в 1995 г. (Mereghetti, Stella 1995Van Paradijs et al.1995)
  • Близкие периоды (5-10 секунд)
  • Постоянное замедление
  • Отсутствие оптических компаньонов
  • Относительно слабая светимость
  • Постоянная светимость
• 
  Слайд 32

  Известные АРП

• 
  Слайд 33

  Показаны профили импульсов нескольких АРП и МПГ​

• 
  Слайд 34

  МПГ и АРП – близнецы-братья?

  • Вспышки от АРП
  • Спектральные свойства
  • Неактивные периоды у МПГ (0525-66 с 1983)
  • Gavriil et al. 2002
• 
  Слайд 35

  Теория магнитаров

  • Thompson, Duncan ApJ 408, 194 (1993)
  • Конвекция в молодой НЗ приводит к генерации сильного магнитного поля
  • Перестройка структуры магнитного поля
• 
  Слайд 36

  Генерация магнитного поля

  • Механизм генерации магнитных полей нейтронных звезд остается неизвестным.
  • Турбулентное динамо
  • α-Ω динамо (Duncan,Thompson) α2 динамо (Bonanno et al.) или их комбинация
  • В любом случае критическим параметром является начальный темп вращения нейтрон. звезды.
• 
  Слайд 37

  Альтернативная теория

  • Остаточный диск
  • Mereghetti, Stella 1995
  • Van Paradijs et al.1995
  • Alpar 2001
  • Marsden et al. 2001
  • Как сгенерировать сильные всплески?
• 
  Слайд 38

  Измерения магнитного поля

  • Прямые измерения магнитного поля МПГ
  • Замедление вращения
  • Длинные периоды вращения
• 
  Слайд 39

  Основные типы активности МПГ

  • Слабые всплески. L<1041эрг/с
  • Промежуточные.L=1041–1043эрг/с
  • Гигантские. L<1045эрг/с
  • Гипервспышки. L>1046эрг/с
  • Распределение по мощности подобно распределению землетрясений помагнитуде

• 
  Слайд 40

  Гигантская вспышка источника МПГ

  • 27 декабря 2004 гигантская вспышка SGR 1806-20 была зарегистрирована множеством спутников: Swift, RHESSI, Konus-Wind, Coronas-F, Integral, HEND.
  • В 100 раз ярче, чем все предыдущие!
• 
  Слайд 41
  
• 
  Слайд 42

  27 Дек 2004. Гигантская вспышка SGR 1806-20

  • Импульс 0.2 сек
  • Флюэнс 1 эрг/см2
  • E(имп)=3.5 1046 эрг
  • L(имп)=1.8 1047 эрг/с
  • Длинный «хвост» (400 с)
  • P=7.65 с
  • E(хвост) 1.6 1044эрг
  • Расстояние 15 кпк
• 
  Слайд 43

  Данные Konus-Wind SGR 1806-20 27 Дек 2004

  Мазец и др. 2005

• 
  Слайд 44

  Миф о Медузе

• 
  Слайд 45

  Связь с массивными звездами

  Есть основания полагать, что магнитары (АРП и МПГ) связаны с массивными звездами.

• 
  Слайд 46

  Популяция одиночных нейтронных звезд: в Галактике и по соседству

  • ОНЗ могут проявляться как источники разных типов
  • Радиопульсары
  • Аномальные рент. пульсары
  • Источники МПГ
  • Центр. Источники в ОС
  • Радиотихие нейтр. звезды
  • Местная популяция молодых
  • одиночных нейтронных звезд
  • Радиопульсары
  • Геминга+
  • Радиотихие НЗ
• 
  Слайд 47

  Близкие радиотихие НЗ

  • Открытие: Walter et al. (1996)
  • Собственное движение и расст: Kaplan et al.
  • Нет пульсаций
  • Тепловой спектр
  • Позже: шестьбратьев

• 
  Слайд 48

  Родственники магнитаров?

• 
  Слайд 49

  ROSAT

  • ROentgen SATellite
  • Запущен 01 июня 1990 г.
  • Программа была успешно завершена 12 февраля 1999 г.
  • Немецкий спутник (при участии США и Великобритании).

• 
  Слайд 50

  Движение RX J1856-3754

  Про этот объект мы теперь знаем уже много, однако он не слишком похож на шесть других.

• 
  Слайд 51

  Неотождествленные источники EGRET

  • Grenier (2000), Gehrels et al. (2000)
  • Неотождествленные источники формируют несколько групп.
  • Одна из них показывает пространственное распределение, подобное объектам, входящим в Пояс Гулда.
  • Предполагается, что GLAST (а также, возможно, AGILE) смогут внести ясность в этот вопрос.
  • Тема активно изучается (например, работы Harding, Gontier)

• 
  Слайд 52

  Открытие быстрых радиотранзиентов

  • McLaughlin et al. открыли новый тип источников – RRATs (Rapid Radio Transients). Быстрые рентгеновские транзиенты.
  • У нескольких источников обнаружены периодыпорядка нескольких секунд.
  • Источники были открыты в 2005 г. в ходе Парксовского (Parkes) обзора Галактической плоскости.
  • Эти источники могут быть родственниками Великолепной семерки.
  • Планируются радионаблюдения Великолепной семерки.
  • В Пущино уже было обнаружено радиоизлучение от одного из «братьев».
• 
  Слайд 53

  P-Pdot диаграмма для RRATs

  • Оценки показывают, что в Галактике должно быть около 400 тыс. источников этого типа.
  • Молодые или старые?
• 
  Слайд 54

  Заключение

• 
  Слайд 55
  
• 
  Слайд 56