Одиночные и двойные замагниченные нейтронные звезды: образование, эволюция, наблюдательные особенностиНИР

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
2 1 января 2011 г.-31 декабря 2011 г. Одиночные и двойные замагниченные нейтронные звезды: образование, эволюция, наблюдательные особенности
Результаты этапа:
3 1 января 2012 г.-31 декабря 2012 г. Одиночные и двойные замагниченные нейтронные звезды: образование, эволюция, наблюдательные особенности
Результаты этапа: 1. Развитие метода популяционного синтеза для исследования эволюции одиночных и двойных нейтронных звезд. Проведена комплексная модификация программы популяционного синтеза двойных систем с учетом эволюции замагниченных компактных остатков ("Машина Сценариев"). Эволюция одиночных и двойных систем до образования компактного остатка рассчитывается по коду BSE (BInary Stellar Evolution). Рассчитана эволюция одиночных нейтронных звезд на большом масштабе времени и построено распределение этих источников по основным эволюционным стадиям. Изучена возможность наблюдения одиночных нейтронных звезд телескопом eROSITA. Успешно смоделирована популяция галактических симбиотических рентгеновских двойных систем. Разработан и реализован веб-интерфейс для комплекса программ популяционного синтеза остывающих нейтронных звезд в окрестности Солнца. Проведены оценки магнитных полей нейтронных звезд в массивных рентгеновских двойных системах с Ве-звездами. Построены распределения для различных магнитовращательных моделей. Проведен расчет функции светимости маломассивных рентгеновских источников в Галактике. Подтверждают вывод о том, что в диапазоне рентгеновских светимостей выше ~10**37 эрг/с доминирует вклад от систем, в которых полость Роша заполняется маломассивными звездами на стадии после главной последовательности. 2. Теория квази-сферической аккреции. Построена новая теория квазисферической аккреции на замагниченные нейтронные звезды в режиме дозвукового оседания, который может иметь место при рентгеновской светимости менее 4 10^36 эрг/с. Показано, что в этом режиме над магнитосферой нейтронной звезды формируется горячая оболочка, в которой развиваются крупномасшатабные конвективные движения и (вообще говоря) анизотропная турбулентность. Решена газо-динамическая задача о переносе момента импульса в такой оболочке и вычислена скорость медленного оседания вещества сквозь оболочку, определяемая развитием неустойчивости Рэлея-Тэйлора на границе магнитосферы. Теория успешно описывает наблюдаемые свойства медленно вращающихся рентгеновских пульсаров без привлечения гипотезы о сверхбольших магнитных полях нейтронных звезд и объясняет возникновение низких состояний в ряде источников при изменении режима охлаждения надмагнитосферной плазмы с комптоновского на радиационный. 3. Сливающиеся двойные нейтронные звезды. Рассчитано теоретически ожидаемое распределение по магнитным полям сливающихся двойных нейтронных звезд для различных начальных распределений магнитных полей и моделей их эволюции.Показано, что наблюдаемая функция светимости коротких гамма-всплесков хорошо описывается распределением по магнитным полям сливающихся нейтронных звезд в предположении lоg-нормально распределенного начального магнитного поля НЗ, взятого из анализа наблюдательных данных по радиопульсарам. Проанализирована возможность генерации низкочастотного радиосигнала от сливающихся двойных нейтронных звезд с магнитным полем на стадии, предшествующей слиянию. Показано, что в оптимистичном случае высокой эффективности переработки полной мощности в радиоизлучение и возможного усиления магнитного поля в сливающихся нейтронных звездах до 10**15-10**16 Гс, для планируемой чувствительности LOFAR на частотах 120 МГц темп регистрации таких вспышек может достигать значений в несколько событий в месяц от коротких гамма-всплесков вплоть до красных смещений порядка 1.3. Предложен новый метод наблюдения гравитационно-волнового сигнала "с памятью" от сливающихся двойных систем по анализу галактического пульсарного тайминга. Показано, что современная точность пульсарного тайминга достаточна для детектирования гравитационно-волнового сигнала с памятью от слияний с расстояний до 10 Гпк (в случае двух черных дыр равной массы с 10**8 масс Солнца). 4. Источник Her X-1. Промоделирована эволюция профилей рентгеновских импульсов аккрецирующего рентгеновского пульсара Her X-1 с фазой 35-дневного цикла в модели свободной прецессии нейтронной звезды. Впервые двумя независимыми способами найдено, что "фаза" свободной прецессии нейтронной звезды сильно коррелирует с положением моментов рентгеновских включений источника на диаграмме О-С , что может интерпретироваться как изменении периода свободной прецессии примерно на +/-1-3 % на временах порядка десятков месяцев. Изучена переменность циклотронной линии в зависимости от фазы импульса в различных фазах 35-дневного цикла. Показано, что в пределах ошибок измерений энергия зависимость энергии линии от фазы 35-дневного цикла не изменяется.