Жесткое синхротронное излучение при аккреции вещества на одиночные черные дыры звездных масс
<< 2.3. Диссипация магнитной энергии | Оглавление | 3. Радиальное распределение температуры >>
2.4 Ускорение частиц в перезамыканиях магнитных силовых линий
Физика процессов диссипации магнитной энергии в токовых слоях, формирующихся при перезамыкании, до сих пор остается
плохо понятой[69], хотя некоторые моменты уже изучены достаточно подробно. Так, понятно, что физическим
механизмом диссипации энергии являются джоулевские потери
, где 
- некоторая эффективная
проводимость токового слоя (отметим, что в случае ускорения частиц данная величина является сугубо формальным коэффициентом
и не несет определенного физического смысла). Типичные значения величины электрического поля в токовом слое много больше
дрейсеровской напряженности (
, где 
- частота электрон-электронных столкновений), поэтому
движение электронов интенсивно раскачивает плазменные колебания - токовый слой турбулизуется. Из-за рассеяния частиц
на плазмонах процесс движения электронов (т.к. благодаря меньшей массе ускоряются главным образом они)
в таком токовом слое
имеет характер квазидиффузии (модель ускорения частиц регулярным электрическим
полем турбулентного токового слоя с учетом взаимодействия "частица" - "плазмон" развита в работе [68], попытка
решения проблемы перегрева токового слоя в рамках данной модели дана в [69]), и их энергетическое
распределение при выходе из слоя имеет степенной вид
где
соответствует средней энергии электрона в пучке. Данное распределение обрезается сверху
на гамма-факторах
из-за ограниченности размеров токового слоя
, в котором ускоряются частицы.
Оценить долю выделившейся при перезамыкании энергии, уносимую частицами, очень сложно - в процессе ускорения электроны
передают часть ее плазменным колебаниям (рассеяние на плазмонах, аномальная проводимость), кроме того, определенная доля ее
уходит в крупномасштабное движение вещества. Однако очевидно, что доля энергии, уносимой частицами, не может
быть сильно меньше переданной плазмонам, поэтому для дальнейших оценок мы примем ее равной 
как разумный
нижний предел.
Доля энергии 
, уносимая плазмонами, уходит в нагрев вещества, окружающего токовый слой, вопрос же о
судьбе ускоренных частиц является более сложным.
Движение их является локальным, т.к. ларморовский радиус электрона при типичных
условиях много меньше характерного масштаба аккреционного потока - радиуса Шварцшильда 
.
(реально электроны движутся по спирали вдоль магнитных силовых линий, однако характерный масштаб хаотического магнитного поля также не может быть больше размеров горизонта). При типичных темпах аккреции на черные дыры звездных масс обмен энергией путем электрон - электронных (и, тем более, электрон - ионных) столкновений очень неэффективен (что является физической основой большинства популярных в последнее время адвективных моделей, см. обзор [24]), потому столкновителными потерями ускоренных частиц можно пренебречь. Декременты раскачки пучковых неустойчивостей могли бы быть велики, что приводило бы к быстрой релаксации и термализации пучка, однако форма энергетического распределения ускоренных частиц (где условие устойчивости
выполняется для 
электронов) приводит к стабилизации пучка. Потому мы можем предполагать, что время независимого существования данной ускоренной
нетепловой компоненты (т.е. характерное время ее эволюции за счет взаимодействия с фоновыми частицами) по крайней мере не меньше времени свободного падения.
Верхний предел для энергии частиц нетепловой компоненты получается из конечности размеров токового слоя -
длина зоны ускорения не может быть больше 
, поэтому
<< 2.3. Диссипация магнитной энергии | Оглавление | 3. Радиальное распределение температуры >>
|
Публикации с ключевыми словами:
конкурс - черные дыры - аккреция - Синхротронное излучение - магнитное поле
Публикации со словами: конкурс - черные дыры - аккреция - Синхротронное излучение - магнитное поле | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
