Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.gpad.ac.ru/collaborations/iki/iki1.doc Дата изменения: Wed Jul 5 09:01:48 2006 Дата индексирования: Mon Oct 1 20:23:54 2012 Кодировка: koi8-r

Детальные измерение спектра аннигиляции позитронов в центральной области
Галактики обсерваторией ИНТЕГРАЛ.

Важнейшим результатом работы обсерватории ИНТЕГРАЛ, запущенной на орбиту с
космодрода Байконур в конце 2002 года, стало детальное измерение спектра
аннигиляции позитронов в центральной области Галактики. Уникальной, по
сравнению с другими работающими орбитальными обсерваториями, является
способность обсерватории ИНТЕГРАЛ регистировать ядерные гамма-линии на
энергиях от 50 кэВ до 8 МэВ с разрешением в несколько кэВ. Около четверти
наблюдательного времени этой международной обсерватории (совместный проект
Европейского космического агентства, России и США) принадлежит российским
ученым. Значительная часть этого времени была использована для тщательного
исследования области Центра нашей Галактики и поиску аннигиляционного
излучения позитронов. На Рис.1 показана сглаженная карта излучения нашей
Галактики в линии аннигиляции позитронов, полученная в ИКИ РАН. Яркое пятно
в центре карты соответствует центральной области Галактики. Детальные
измерения показывают, что большая часть излучения сосредоточена в области
размером менее 10 градусов вокруг динамического центра Галактики. По
полному измеренному потоку излучения было показано, что в этой области
каждую секунду аннигилирует около 1043 позитронов.

[pic]

Рисунок 1: Сглаженная карта излучения Млечного Пути в линии 511 кэВ по
данным обсерватории ИНТЕГРАЛ. Центральное яркое пятно соответствует области
Галактического центра.

На Рис.2 представлен спектр аннигиляционного излучения, полученный
обсерваторией ИНТЕГРАЛ, позволяющий получить уникальную информацию о
свойствах среды, в которой происходит аннигиляция позитронов. Позитроны
практически всегда рождаются "горячими", с кинетической энергией, сравнимой
с их массой покоя. В межзведной среде позитроны постепенно остывают и затем
формируют "атомы" позитрония - аналог атома водорода, в котором протон
заменен на позитрон. В зависимости от полного спина позитрония он
распадается на два или три фотона, что приводит к появлению двух компонент
в наблюдаемом спектре - узкой линии на энергии 511 кэВ (распад на два
фотона, красная кривая на Рис.2) и широкому континууму на более низких
энергиях (трех-фотонный распад, синяя кривая). По данным обсерватории
ИНТЕГРАЛ энергия узкой линии равна 510.988 кэВ и совпадает с энергией покоя
позитрона (или электрона) с точностью до сотой доли процента. Это позволяет
утверждать что скорость движения среды, в которой происходит аннигиляция
позитронов, относительно Земли не превышает 30 км/с. По ширине линии и
относительной яркости трех-фотонного континуума было показано, что
аннигиляция позитронов происходит в теплой (~10000 град) частично
ионизованной межзвездной среде. Точность измерений, выполненных
обсерваторией ИНТЕГРАЛ является рекордной на сегодняшний день. Эти
измерения, в частности, накладывают ограничения на сечение аннигиляции
частиц темной материи, а также на другие, менее экзотические теоретические
модели образования позитронов в Галактике, включая рапад радиоактивных
элементов при взрывах сверхновых, рождение позитронов вблизи черных дыр и
быстро вращающихся нейтронных звезд или при взаимодействия космических
лучей с обычным веществом.



[pic]

Рисунок 2: Спектр аннигилационного излучения позитронов, измеренный
обсерваторией ИНТЕГРАЛ из области Галактического центра. Красной линией
показан профиль линии 511 кэВ, возникающий при двух-фотонной аннигиляции.
Синей линией показан спектр трех-фотонного рапада позитрония.



Е.М.Чуразов, Р.А.Сюняев, С.Ю.Сазонов, М.Г.Ревнивцев, Д.А.Варшалович "Спектр
аннигиляции позитронов из области центра Галактики по данным обсерватории
ИНТЕГРАЛ", MNRAS, 357, 1377, 20