Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.astronet.ru/db/msg/1174809/node9.html
Дата изменения: Mon Feb 18 13:49:43 2002
Дата индексирования: Wed Dec 26 15:04:19 2007
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: флуоресценция
Астронет > 8. Лабораторная работа N 2
Rambler's Top100Astronet    
  по текстам   по ключевым словам   в глоссарии   по сайтам   перевод
 

На первую страницу Рентгеновская астрономия
<< 7. Лабораторная работа N 1 | Оглавление | Литература >>

Разделы


8. Лабораторная работа N 2

Данная лабораторная работа связана с определением температуры, электронной концентрации и массы излучающего газа в скоплениях галактик по его рентгеновскому излучению, красному смещению и угловому радиусу скопления.

Температура газа определяется путем аппроксимации формы наблюдаемого рентгеновского спектра спектром оптически тонкой плазмы (2):

(46)

Электронная концентрация находится с помощью известного интегрального по частоте потока путем определения меры эмиссии

(47)

при известной температуре газа. Здесь - линейный размер скопления вдоль луча зрения.

Масса излучающего газа находится интегрированием пространственной плотности скопления по его объему:

(48)

Предполагается, что концентрация протонов равна концентрации электронов. =1.67  10 г - масса протона.

8.1 Порядок выполнения работы

Для выполнения работы необходимо иметь рентгеновский спектр скопления, красное смещение и угловой радиус данного скопления . В качестве углового радиуса скопления мы берем радиус, внутри которого рентгеновское излучение газа скопления приблизительно постоянно. Работу необходимо выполнить для двух скоплений - в созвездиях Волосы Вероники и Персей. Данные об этих скоплениях суммированы в Таблице 2, а их рентгеновские спектры представлены в Таблице 3.


Таблица 2. Данные о скоплениях Coma (A1656) и Perseus (A426).
Name z d
Coma 0.0232 12'.4
Perseus 0.0183 8'.8


Таблица 3. Рентгеновские спектры скоплений галактик Coma и Perseus
lg E [keV] lg F lg E [keV] lg F
0.48 -1.84 0.19 -0.85
0.56 -1.96 0.29 -1
0.63 -2.08 0.46 -1.25
0.68 -2.21 0.57 -1.42
0.73 -2.35 0.67 -1.67
0.78 -2.43 0.78 -1.88
0.89 -2.64 0.89 -2.18
0.95 -2.83 0.97 -2.38
1.04 -3.09 1.07 -2.69
1.10 -3.31 1.18 -3.0
1.18 -3.46 1.28 -3.44
1.28 -3.86 1.36 -3.81
1.37 -4.13 1.42 -4.36
1.44 -4.52 1.48 -4.42

  1. Необходимо определить линейное расстояние до скопления используя закон Хаббла:
    (49)

    где H = 75 км/с/Мпк - постоянная Хаббла, c = 299792.5 км/с, 1 Мпк = 3.086 10 см. Зная линейное расстояние и угловой радиус, найти линейный диаметр и объем скопления:
    (50)


    (51)

  2. Найти температуру излучающего газа путем аппроксимации спектра методом наименьших квадратов. В данном случае температура определяется по следующей формуле:
    (52)

    Необходимо помнить, что таким образом будет определена величина , выраженная в килоэлектронвольтах. Поток необходимо получить из используя формулу (1). Здесь - энергия фотонов в данной точке спектра, а -- число точек в спектре. Кроме того, необходимо вычислить константу :
    (53)

    и вычислить средние ошибки их определения.

  3. Вычислить интегральный поток от горячего газа скопления по формуле
    (54)

    затем необходимо перевести его в поток с единицы поверхности межгалактического газа
    (55)

    и, приравняв его теоретическому значению потока, найти меру эмиссии
    (56)

    Здесь - интегральное значение фактора Гаунта, равное в данном случае 1.2.

  4. На данном этапе необходимо определить массу излучающего газа. Для этого необходимо определить среднюю концентрацию частиц из меры эмиссии , считая ее постоянной вдоль видимого радиуса проекции скопления на картинную плоскость и затем найти массу газа, интегрируя по объему скопления (формула (48)).

    Необходимо также найти рентгеновскую светимость скопления, умножив поток с единицы его площади на излучающую площадь скопления:

    (57)

Для сдачи работы необходимо представить:

  1. Обработанные спектры скоплений и систему условных уравнений.

  2. Значения , выраженые в кэВ и градусах Кельвина, и их ошибки.

  3. Значения средней электронной концентрации , массы газа , рентгеновской светимости и всех промежуточных величин.

8.2 Контрольные вопросы


Таблица 4. Значения основных постоянных
Скорость света = 2.997925 10 см с
Гравитационная постоянная = 6.672 10 дин см г
Постоянная Планка = 6.626 10 эрг с
Масса протона = 1.673 10 г
Постоянная Больцмана = 1.380 10 эрг град
Электронвольт в эргах 1 эВ = 1.602 10 эрг
Парсек 3.086 10 см
Масса Солнца 1.991 10 г
Светимость Солнца 3.86 10 эрг с
Радиус Солнца 6.960 10 см
Число секунд в году 3.156 10 с



<< 7. Лабораторная работа N 1 | Оглавление | Литература >>

Публикации с ключевыми словами: рентгеновское излучение - космические обсерватории - детекторы излучения - рентгеновские источники
Публикации со словами: рентгеновское излучение - космические обсерватории - детекторы излучения - рентгеновские источники
См. также:
Все публикации на ту же тему >>

Оценка: 3.2 [голосов: 5]
 
О рейтинге