Физика аккреции в рентгеновских двойных пульсарах -- излучающие области и магнитосферная границаНИР

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 октября 2014 г.-31 декабря 2014 г. Физика аккреции в рентгеновских двойных пульсарах -- излучающие области и магнитосферная граница
Результаты этапа: Рассмотрено приложение теории квази-сферической аккреции на замагниченные медленно вращающиеся нейтронные звезды в режиме дозвукового оседания, разработанная в работах Шакура и др. (2012-14). Проведено моделирование методом популяционного синтеза эволюции семейства двойных систем, состоящих из маломассивной звезды и компактного компаньона — нейтронной звезды (маломассивные рентгеновские двойные (ММРД) с нейтронными звездами). Изучены несколько вновь открытых типов радиотранзиентов. Показано, что быстрые внегалактические радиовспышки могут быть объяснены сверхвспышками на магнетарах. Проведено исследование ускорения и замедления вращения нейтронный звезды в двойной рентгеновской-Be системе GX 304-1, которая наблюдалась в период активности между апрелем 2010 г. и январем 2013 г. инструментами XRT Swift (рентгеновский диапазон) и GBM Fermi (гамма-диапазон), а так же рассмотрены возможные механизмы переноса углового момента к нейтронной звезде и от неё. Показано, что стадии малой светимости (10^33 — 10^35 ерг/с) сверхгигантских быстрых рентгеновских транзиентов могут быть стадиями квази-сферической аккреции в режиме оседания звездного ветра OB-звезды на медленно вращающуюся замагниченную нейтронную звезду. Рассмотрено два режима аккреции в массивных рентгеновских двойных системах: (1) сверхзвуковая аккреция (аккреция Бонди), которая происходит, когда захваченное вещество быстро охлаждается и быстро падает через магнитосферу нейтронной звезды, и (2) дозвуковая аккреция (аккреция в режиме оседания), которая происходит, когда плазма остается горячей до встречи с магнитосферой.
2 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Физика аккреции в рентгеновских двойных пульсарах -- излучающие области и магнитосферная граница
Результаты этапа: Обнаружено вековое уменьшение энергии в циклотронной линии Her X1 по данным наблюдений рентгеноских телескопов Integral, Swift BAT и других. На основании двумерных численных расчетов аккреционнй колонки в диффузионном приближении со средними непрозрачностями предложено объяснение наблюдаемой корреляции жесткости рентгеновского континуума со светимостью. Показано, что спектр континуум формируется в режиме насыщенной комптонизации в сильном магнитном поле. Для объяснения корреляции так же требуется учет отражения рентгеновского излучения от поверхности нейтронной звезды. Проведен анализ данных наблюдений рентгеновского спектра источника GX304-1 по данным RXTE. Обнаруженные положительные корреляции энергии, ширины и глубины циклотронной линии со светимостью объясняются в модели кулоновского торможения аккрецирующего вещества вблизи поверхности нейтронной звезды.
3 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Физика аккреции в рентгеновских двойных пульсарах -- излучающие области и магнитосферная граница
Результаты этапа: Рассмотрено приложение теории квази-сферической аккреции на замагниченные медленно вращающиеся нейтронные звезды в режиме дозвукового оседания, разработанная в работах Шакура и др. (2012-14). Показано, что стадии малой светимости (10^33 — 10^35 ерг/с) сверхгигантских быстрых рентгеновских транзиентов могут быть стадиями квази-сферической аккреции в режиме оседания звездного ветра OB-звезды на медленно вращающуюся замагниченную нейтронную звезду. Рассмотрено два режима аккреции в массивных рентгеновских двойных системах: (1) сверхзвуковая аккреция (аккреция Бонди), которая происходит, когда захваченное вещество быстро охлаждается и быстро падает через магнитосферу нейтронной звезды, и (2) дозвуковая аккреция (аккреция в режиме оседания), которая происходит, когда плазма остается горячей до встречи с магнитосферой. По архивным данным, полученных с орбитальной рентгеновской обсерваторииRXTE/ASM, проведеноисследованиезависимости рентгеновской жесткости от светимости для ярких транзиентных рентгеновских пульсаров (EXO 2030+375, GX 304-1, 4U 0115+63, V 0332+63, A 0535+26 и MXB 0656-072). Найдено, что рентгеновская жесткость спектра растѐт со светимостью до некоторого значения и далее выходит на насыщение. Для двух возможных геометрически моделей аккреционной колонки произведен численный расчѐт двухмерной структуры радиационно-доминированной ударной волны в диффузионном приближении. Проведены высокточные измерения циклотронной линии в районе 55 кэВ и одновременное измерение непрерывного степенного спектра в диапазоне 2—10 кэВ в источнике GX 304-1 с помощью космической обсерватории RXTE. Построена и объяснена теоретически зависимость энергии циклотронной линии, еѐ глубины и ширины от светимости источника. Совместно с немецкими коллегами проводились фотометрические UBV наблюдения HZ Her = X-1 Her. Было исследовано изменение формы орбитальной кривой блеска с фазой 35-дневного цикла. В результате проведенных исследований была обнаружена прецессия аккреционного диска в направлении против орбитального движения. Были обнаружены нестационарные горячие пятна на поверхности акреционного диска, обусловленные выподением вещества аккрецинной струи. Представлен анализ почти непрерывного мониторинга энергии циклотронной линии Her X-1 прибором Swift/BAT. Были проанализированыархивныенаблюденияSwift/BAT источникаHerX-1с 2005 по 2014 года. Анализ подтвердил уменьшение энергии циклотронной линии на больших временах. Результат анализа согласуется с трендом, полученным с помощью отдельных наведений наблюдений Swift/XRT. Наблюдения ультраяркого рентгеновского пульсара ULX X-2 в М82 интерпретируются в рамках модели ускорения замедления вращения замагниченной нейтронной звезды при аккреции из диска (Ghosh & Lamb 1979). Данные двухнедельной эволюции периода нейтронной звезды (Bachetti et al 2014) с чередующимися ускорением и замедлением пульсара объясняются в рамках этой модели. Анализ вариаций рентгеновской светимости подтверждает оценку величины магнитного поля нейтронной звезды больше 10^13 Гс.

Статьи по НИР